Las Computadoras Y Las Neuronas Se Unen: Los Científicos Profundizan La Comprensión Del Cerebro

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En un avance que avanza el objetivo de vincular directamente nuestros cerebros a las computadoras, los científicos han creado un método para fusionar los nervios biológicos con los conductores de silicona.

Combinar neuronas y computadoras de una manera nueva podría permitir a los científicos escuchar cómo estas células se comunican entre sí, profundizando nuestra comprensión del cerebro y allanando el camino para extremidades protésicas controladas por el pensamiento.

Investigadores de la Universidad de Wisconsin construyeron tubos a nanoescala de silicio y germanio, materiales comunes que se usan para hacer chips de computadora. Luego colocaron células de neuronas de ratones junto a estos diminutos tubos de paja y observaron cómo los axones de las células, las ramas que transportan la información de la neurona, crecían a través de los tubos. Si bien esta no es la primera vez que se cultivan axones en el laboratorio, es la primera vez que se cultivan en tubos semiconductores que potencialmente podrían interactuar con la electrónica.

"¿Podemos fabricar dispositivos que, una vez implantados, pueden hacer que las neuronas se integren y vuelvan a crecer en ellas?", Preguntó el coautor del estudio Justin Williams, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Wisconsin, Madison. "No sé si este enfoque exacto será directamente aplicable a [la implantación], pero al menos creo que las cosas que podemos aprender de este tipo de estudios informarán el futuro desarrollo de dispositivos implantables".

El significado de este avance es doble.

Primero, estos tubos basados ​​en semiconductores tienen propiedades similares a la capa aislante que rodea a los axones, creando un entorno más realista para el estudio de las neuronas.

Segundo, debido a que la cubierta simulada de mielina está hecha de semiconductores, el componente básico de las computadoras, otros dispositivos electrónicos, como sensores y sondas, se pueden integrar fácilmente en los tubos, lo que permitirá a los científicos observar y escuchar mientras las células se comunican con uno. otro.

No está claro cómo se aplicarán estos hallazgos al desarrollo de futuros implantes cerebrales, que incluyen interfaces cerebro-computadora.

"A nivel científico básico, puede ayudarnos a comprender mejor cómo interactúan las neuronas con la tecnología y cómo podemos diseñar futuros dispositivos implantables que aprovechen eso", dijo Williams a InnovationNewsDaily.

Con los procesos que normalmente se usan en la industria de la computación, los investigadores pudieron hacer pequeños tubos de semiconductores. Estos tubos se reflejaron después de su contraparte biológica, con la esperanza de que los axones se sintieran como en casa en este entorno y se comportaran como lo harían en el cuerpo.

El resultado: los axones tomaron los tubos y crecieron a través de ellos con entusiasmo.

Los investigadores esperan que esta atracción entre los tubos y las células neuronales les permita crear redes personalizadas de estas células.

"Normalmente, cuando se lanzan neuronas en la cultura, se juntan unas con otras, envían [axones], se conectan a todas las demás neuronas de esta manera aleatoria y no es así como se forma el cerebro, no es así como funciona el cerebro ", Dijo Williams. "Si podemos usar los tubos para hacer conexiones predefinidas, podremos hacer pequeños circuitos que serían mejores modelos de ciertas funciones in vivo".

El próximo paso será integrar sensores en los tubos, dijo Williams.

Williams y sus colegas detallan sus hallazgos en la edición del 2 de marzo de la revista ACS Nano.


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