阿爾茨海默氏病得治了？世界首個人造神經元
近日，巴斯大學的科學家們發(fā)明了世界首個硅芯片上的人造神經元，與真正神經元幾近無異，為醫(yī)療設備治療如心力衰竭、阿爾茨海默病和其他神經退行性疾病等慢性疾病提供了巨大的空間。
人工神經元不僅表現(xiàn)得像生物神經元，而且功率也只需要微處理器十億分之一，使它們非常適用于醫(yī)療植入物和其他生物電子設備。
數十年來，設計可響應神經系統(tǒng)電信號的神經元（如真實神經元）的人工神經元一直是醫(yī)學的主要目標，因為它們?yōu)橹委煙o法正常工作的神經元提供了希望。
例如，在心力衰竭中，大腦底部的神經元對神經系統(tǒng)的反饋沒有做出適當的反應，反過來，它們也沒有向心臟發(fā)送正確的信號，因此心臟的跳動也沒有達到應有的強度。
然而，由于復雜的生物學和難以預測的神經元反應，人工神經元的發(fā)展一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。
研究人員成功地建立了模型并推導出方程來解釋神經元如何對來自其他神經的電刺激做出反應。這非常復雜，因為響應是“非線性的”，換句話說，如果一個信號強度翻倍，它不一定會引起兩倍大的反應——它有可能引起的是三倍大反應或其他。然后，研究人員設計了能夠精確模擬生物離子通道的硅芯片，并證明了他們的硅神經元能精確地模擬真實的、會對刺激做出反應的活神經元。
圖片來源：巴斯大學
研究人員還精確地復制了大鼠海馬神經元和呼吸神經元在大范圍刺激下的完整動態(tài)。
領導該研究項目的巴斯大學物理教授Alain Nogaret說：“到目前為止，神經元就像黑匣子，但我們已經成功地打開了黑匣子，看到了里面的東西。我們的研究是范式的改變，因為它提供了一種穩(wěn)健的方法來重現(xiàn)真實神經元的電學特性的細節(jié)�！�
“它能做到的遠大于此，因為我們的人造神經元只需要140納瓦的功率，是微處理器所需要功率的十億分之一，這使得人造神經元非常適合用于生物植入治療慢性疾病�！�
研究人員還正在開發(fā)一種智能心臟起搏器，它不僅能刺激心臟以穩(wěn)定的速度跳動，還能利用這些神經元對心臟的需求做出實時反應。人造神經元的應用為治療阿爾茨海默病和更廣泛的神經退行性疾病帶來了希望。
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