Centíficos de la Universidad de Bath, Universidad de Bristol, Universidad de Zurich y Universidad de Auckland han desarrollado neuronas artificiales en chips de silicio que se comportan igual que las reales y supone un gran avance en la curación de enfermedades crónicas, alzhéimer y otras enfermedades neuronales degenerativas.
Así se corrobora en un estudio publicado en la revista Nature Communications, que señala que las neuronas artificiales no solo se comportan como las biológicas, sino que, además, solo necesitan una pequeña parte de la potencia de un microprocesador, lo que hace que sean perfectas para usarse en implantes médicos y otros dispositivos bioelectrónicos.
El diseño de neuronas artificiales que responden a las señales eléctricas del sistema nervioso como neuronas reales ha sido un objetivo importante en la medicina durante décadas, ya que abre la posibilidad de curar las condiciones en las que las neuronas no funcionan correctamente, se han cortado sus procesos como en la médula espinal lesión, o han muerto. Las neuronas artificiales podrían reparar biocircuitos enfermos al replicar su función saludable y responder adecuadamente a la retroalimentación biológica para restaurar la función corporal.
Para desarrollarlas, los investigadores tuvieron que modelar con éxito y derivar ecuaciones para explicar cómo estas responden a los estímulos eléctricos de otros nervios
En la insuficiencia cardíaca, por ejemplo, las neuronas en la base del cerebro no responden adecuadamente a la retroalimentación del sistema nervioso, a su vez no envían las señales correctas al corazón, que luego no bombea tan fuerte como debería.
Sin embargo, desarrollar neuronas artificiales ha sido un desafío inmenso debido a los desafíos de la biología compleja y las respuestas neuronales difíciles de predecir.
Así, para desarrollarlas, los investigadores tuvieron que modelar con éxito y derivar ecuaciones para explicar cómo estas responden a los estímulos eléctricos de otros nervios.
Después, los científicos diseñaron chips de silicio que modelaron con precisión los canales de iones biológicos, antes de demostrar que sus neuronas de silicio imitaban con precisión las neuronas reales y vivas que respondían a una variedad de estimulaciones.
Asimismo, el equipo de investigación replicó con precisión la dinámica completa de las neuronas del hipocampo y las neuronas respiratorias, bajo una amplia gama de estudios.
Para Julian Paton, de la Universidad de Auckland y Bristol, ''la replicación de la respuesta de las neuronas respiratorias en bioelectrónica que se puede miniaturizar e implantar es muy emocionante y abre enormes oportunidades para una medicina más inteligente dispositivos que conducen a enfoques de medicina personalizada para una variedad de enfermedades y discapacidades''.