Нейрочип
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2013 г. ) |
Нейрочип — это микросхема интегральной схемы (например, микропроцессор ), предназначенная для взаимодействия с нейрональными клетками.
Формирование
[ редактировать ]Он изготовлен из кремния , легированного таким образом, что содержит EOSFET ( полевые транзисторы электролит-оксид-полупроводник ), способные воспринимать электрическую активность нейронов ( потенциалы действия ) в вышестоящем физиологическом растворе электролита . Он также содержит конденсаторы для электрической стимуляции нейронов. Университета Калгари во Ученые медицинского факультета главе с канадским ученым пакистанского происхождения Навидом Саедом , который доказал возможность культивирования сети клеток мозга, которые повторно соединяются на кремниевом чипе, или мозга на микрочипе, разработали новую технологию, которая контролирует активность клеток головного мозга с никогда ранее не достигнутым разрешением.
Новые кремниевые чипы, разработанные совместно с Национальным исследовательским советом Канады (NRC), также проще в использовании, что поможет в будущем понять, как клетки мозга работают в нормальных условиях, и позволит открыть лекарства для лечения различных нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. .
В лаборатории Навида Саеда клетки мозга культивировались на микрочипе.Новая технология, разработанная лабораторией Навида Сайеда в сотрудничестве с NRC, была опубликована онлайн в августе 2010 года в журнале Biomedical Devices . [1] Это первый в мире нейрочип. [2] [1] Он основан на более ранних экспериментах Сайеда по технологии нейрочипов, проведенных еще в 2003 году. [3]
«Этот технический прорыв означает, что мы можем отслеживать тонкие изменения в активности мозга на уровне ионных каналов и синаптических потенциалов, которые также являются наиболее подходящими целевыми участками для разработки лекарств от нейродегенеративных заболеваний и нейропсихологических расстройств», — говорит Сайед, профессор и руководитель Кафедра клеточной биологии и анатомии, член Института мозга Хочкиса и советник вице-президента по исследованиям в области биомедицинской инженерной инициативы Чикагского университета.
Новые нейрочипы также автоматизированы, а это означает, что любой может научиться размещать на них отдельные клетки мозга. Раньше требовались годы обучения, чтобы научиться записывать активность ионных каналов клеток мозга, и одновременно можно было контролировать только одну или две клетки. Теперь более крупные сети клеток можно разместить на чипе и наблюдать в мельчайших деталях, что позволяет анализировать сети нескольких клеток мозга и выполнять автоматический крупномасштабный скрининг лекарств на предмет различных дисфункций мозга. [4]
Эта новая технология может помочь ученым в различных областях и в различных исследовательских проектах. Джеральд Зампони, профессор и заведующий кафедрой физиологии и фармакологии, а также член Института мозга Хотчкисса, говорит: «Эту технологию, вероятно, можно будет масштабировать так, что она станет новым инструментом для среднепроизводительного скрининга лекарств в дополнение к ее полезность для фундаментальных биомедицинских исследований». [5]
«В предыдущих исследованиях исследователи разработали нейрочип, который мог бы напрямую стимулировать и записывать активность клеток мозга. Теперь Орли Ядид-Пехт и Навид Сайед успешно разработали новую технологию «лаборатория на чипе», которая с помощью сверхчувствительного компонента создает непосредственно на микрочипе, а также позволяет напрямую визуализировать активность клеток мозга». [6]
Приложения
[ редактировать ]Нынешние приложения — это исследования нейронов. Будущими приложениями (все еще на экспериментальной стадии) являются имплантаты сетчатки или имплантаты головного мозга .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Кэролайн Абрахам (9 августа 2010 г.). «Ученые из Калгари создают человеческий «нейрочип» » . Глобус и почта . Проверено 16 апреля 2014 г.
- ^ Университет Калгари: Навид Сайед
- ^ Каул, Р. Александр; Сайед, Навид И .; Фромхерц, Питер (29 августа 2003 г.). «Нейрон-полупроводниковый чип с химическим синапсом между идентифицированными нейронами». Письма о физических отзывах . 92 (3): 038102. doi : 10.1103/PhysRevLett.92.038102 . ПМИД 14753914 .
- ^ «Скоро: человеческий мозг на микрочипе» . Тех2 . 11 августа 2010 года . Проверено 16 апреля 2014 г.
- ^ «Нейрочипы контролируют клетки с беспрецедентным разрешением» . Инженер . 13 августа 2010 г. Архивировано из оригинала 16 апреля 2014 г. Проверено 16 апреля 2014 г.
- ^ «Новые достижения в области нейрочипов» . UСегодня . Университет Калгари. 1 августа 2012 г.
