เซลล์ประสาทเทียม เกือบจะเหมือนกับเซลล์ชีวภาพ
โดย:
SD
[IP: 154.47.25.xxx]
เมื่อ: 2023-04-24 16:19:24
งานเพื่อพัฒนาเซลล์ประสาทเทียมที่ทำงานได้เพิ่มมากขึ้นยังคงดำเนินต่อไปที่ห้องปฏิบัติการสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออร์แกนิค, LOE ในปี 2022 ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยรองศาสตราจารย์ Simone Fabiano ได้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทอินทรีย์ประดิษฐ์สามารถรวมเข้ากับพืชที่กินเนื้อเป็นอาหารเพื่อควบคุมการเปิดและปิดกระเพาะของมันได้อย่างไร เซลล์ประสาทสังเคราะห์นี้มีคุณสมบัติ 2 ใน 20 ประการที่แตกต่างจากเซลล์ประสาททางชีวภาพ ในการศึกษาล่าสุดของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Materialsนักวิจัยคนเดียวกันที่ LiU ได้พัฒนาเซลล์ประสาทเทียมชนิดใหม่ที่เรียกว่า "เซลล์ประสาทเคมีไฟฟ้าเคมีอินทรีย์ตามสื่อนำไฟฟ้า" หรือ c-OECN ซึ่งเลียนแบบลักษณะประสาท 15 จาก 20 ลักษณะอย่างใกล้ชิด เซลล์ประสาทชีวภาพทำให้การทำงานคล้ายกับเซลล์ประสาทตามธรรมชาติมากขึ้น "หนึ่งในความท้าทายหลักในการสร้างเซลล์ประสาทเทียมที่เลียนแบบเซลล์ประสาทชีวภาพจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพคือความสามารถในการรวมการปรับอิออน เซลล์ประสาทเทียมแบบดั้งเดิมที่ทำจากซิลิคอนสามารถเลียนแบบลักษณะต่างๆ ของระบบประสาทได้ แต่ไม่สามารถสื่อสารผ่านไอออนได้ ในทางตรงกันข้าม c-OECNs ใช้ไอออนเพื่อ แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติหลักหลายประการของเซลล์ประสาททางชีวภาพที่แท้จริง" Simone Fabiano หัวหน้านักวิจัยของกลุ่ม Organic Nanoelectronics ที่ LOE กล่าว ในปี 2018 กลุ่มวิจัยนี้ที่มหาวิทยาลัยลินเชอปิงเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่พัฒนาทรานซิสเตอร์ไฟฟ้าเคมีอินทรีย์โดยใช้โพลิเมอร์นำไฟฟ้าชนิด n ซึ่งเป็นวัสดุที่สามารถนำประจุลบได้ สิ่งนี้ทำให้สามารถสร้างวงจรไฟฟ้าเคมีอินทรีย์เสริมที่พิมพ์ได้ ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา กลุ่มได้ทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทรานซิสเตอร์เหล่านี้เพื่อให้สามารถพิมพ์ในแท่นพิมพ์บนกระดาษฟอยล์พลาสติกบาง ๆ ได้ ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะพิมพ์ทรานซิสเตอร์หลายพันตัวบนวัสดุพิมพ์ที่ยืดหยุ่นได้ และใช้เพื่อพัฒนาเซลล์ ประสาท เทียม ในเซลล์ประสาทเทียมที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ ไอออนจะถูกใช้เพื่อควบคุมการไหลของกระแสอิเล็กทรอนิกส์ผ่านพอลิเมอร์ตัวนำชนิด n ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์ กระบวนการนี้คล้ายกับที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาททางชีวภาพ วัสดุที่ไม่ซ้ำกันในเซลล์ประสาทเทียมยังช่วยให้กระแสเพิ่มขึ้นและลดลงในเส้นโค้งรูประฆังที่เกือบจะสมบูรณ์แบบซึ่งคล้ายกับการเปิดและปิดการทำงานของช่องโซเดียมไอออนที่พบในชีววิทยา Simone Fabiano กล่าวว่า "โพลิเมอร์อื่นๆ หลายชนิดแสดงพฤติกรรมนี้ แต่มีเพียงโพลิเมอร์ชนิดแข็งเท่านั้นที่สามารถต้านทานความผิดปกติได้ ทำให้การทำงานของอุปกรณ์มีเสถียรภาพ" Simone Fabiano กล่าว ในการทดลองที่ดำเนินการโดยความร่วมมือกับ Karolinska Institute (KI) เซลล์ประสาท c-OECN ใหม่เชื่อมต่อกับเส้นประสาทวากัสของหนู ผลลัพธ์แสดงว่าเซลล์ประสาทเทียมสามารถกระตุ้นเส้นประสาทของหนู ทำให้อัตราการเต้นของหัวใจเปลี่ยนแปลง 4.5% ข้อเท็จจริงที่ว่าเซลล์ประสาทเทียมสามารถกระตุ้นเส้นประสาทเวกัสได้เองในระยะยาว จะเป็นการปูทางสำหรับการใช้งานที่จำเป็นในการรักษาทางการแพทย์รูปแบบต่างๆ โดยทั่วไป สารกึ่งตัวนำอินทรีย์มีข้อดีคือสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพ อ่อนนุ่ม และอ่อนตัวได้ ในขณะที่เส้นประสาทวากัสมีบทบาทสำคัญ เช่น ในระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายและเมแทบอลิซึม ขั้นตอนต่อไปสำหรับนักวิจัยคือการลดการใช้พลังงานของเซลล์ประสาทเทียม ซึ่งยังคงสูงกว่าเซลล์ประสาทของมนุษย์มาก ยังคงต้องทำงานอีกมากเพื่อจำลองธรรมชาติขึ้นมาใหม่ "มีหลายอย่างที่เรายังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับสมองและเซลล์ประสาทของมนุษย์ อันที่จริง เราไม่รู้ว่าเซลล์ประสาทใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่แสดงไว้มากมายทั้ง 15 ประการนี้ได้อย่างไร การเลียนแบบเซลล์ประสาทสามารถทำให้เราเข้าใจได้ สมองดีขึ้นและสร้างวงจรที่สามารถทำงานอัจฉริยะได้ เรามีหนทางอีกยาวไกล แต่การศึกษานี้เป็นการเริ่มต้นที่ดี" Padinhare Cholakkal Harikesh, postdoc และผู้เขียนหลักของเอกสารทางวิทยาศาสตร์กล่าว
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
