Wcześniej słyszeliśmy o projektantach procesorów komputerowych, którzy czerpali wskazówki ze świata przyrody podczas opracowywania nowych architektur. Kilka razy widzieliśmy projekty inspirowane ludzkim mózgiem, takich potentatów jak IBM, Intel, Nvidia, Qualcomm i inne. Intel omówił jeden z najnowszych projektów, rozwój platformy Loihi Neuromorphic Computing. W skrócie, Loihi ma na celu naśladowanie struktury neuronowej ludzkiego mózgu.

W tym tygodniu University of Bath ogłosił, że podjął inny kierunek badań. Zamiast projektować układy krzemowe dla komputerów, które potrafią obliczać lub myśleć jak ludzie, zaprojektowano sztuczne neurony na układach krzemowych - w celu wszczepienia je ludziom z chorobami przewlekłymi. Nauka ta nazywana jest medycyną bioelektroniczną, a stosowanie mikroukładów neuromorficznych może być rewolucyjne.

Zespół badawczy kierowany przez University of Bath, w tym naukowcy z uniwersytetów w Bristolu, Zurychu i Auckland, opisali swoje sztuczne neurony w badaniu opublikowanym w Nature Communications. Twierdzi się, że "projektowanie sztucznych neuronów, które reagują na sygnały elektryczne z układu nerwowego jak prawdziwe neurony, było głównym celem medycyny od dziesięcioleci", a teraz jest to możliwe.

Profesor Alain Nogaret z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Bath kierował tym projektem. Powiedział: "Do tej pory neurony były jak czarne skrzynki, ale udało nam się otworzyć je i zajrzeć do środka. Nasza praca zmienia paradygmat, ponieważ zapewnia solidną metodę reprodukcji właściwości elektrycznych prawdziwych neuronów w najdrobniejszych szczegółach". Istnieje wiele warunków, które można wyleczyć, wprowadzając nowe działające neurony, w których choroba lub uraz spowodowały śmierć oryginalnych wersji biologicznych. Na przykład w niewydolności serca neurony w podstawie mózgu nie reagują prawidłowo na układ nerwowy. Inne oczywiste zastosowania to przypadki urazów kręgosłupa lub chorób zwyrodnieniowych, takich jak choroba Alzheimera.

Na niektórych podstawach technicznych twierdzi się, że nowe chipy krzemowe "dokładnie modelują biologiczne kanały jonowe, zanim udowodnią, że ich neurony krzemowe dokładnie naśladują prawdziwe, żywe neurony reagujące na szereg stymulacji". Energia znajdująca się w ciele nie stanowi problemu, podobnie jak w przypadku starszych implantów, ponieważ sztuczne neurony potrzebują jedynie 140 nanowatów.

Powyższe badania zostały sfinansowane z Programu Przyszłych Wschodzących Technologii Unii Europejskiej "Horyzont 2020" i ESPRC.