科学家开发出世界上第一个治疗慢性病的人工神经元

英国研究人员开发出人工神经元
图片来源:巴斯大学

英国巴斯大学的科学家们在硅片上开发出了人工神经元,其行为就像真实的东西一样——这是同类中的首创,为医疗设备治疗心力衰竭、阿尔茨海默氏症等慢性疾病提供了巨大的空间和其他神经元退化性疾病。

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新发明的人工神经元也只需要微处理器十亿分之一的功率,使它们非常适合用于医疗植入物和其他生物电子设备, 巴斯大学报道.

该研究小组由巴斯大学领导,包括来自布里斯托大学、苏黎世大学和奥克兰大学的研究人员。这些研究在发表于 自然通讯。

长期以来,研究人员一直在尝试开发人工神经元,因为它开辟了治愈神经元无法正常工作、神经元过程像脊髓损伤一样被切断或死亡的情况的可能性。例如,在心力衰竭中,大脑底部的神经元无法对神经系统的反馈做出适当的反应,它们反过来也无法向心脏发送正确的信号,从而导致心脏无法正常泵血。人工神经元可以通过复制其健康功能并对生物反馈做出充分反应以恢复身体功能来修复患病的生物回路。

阿兰·诺加雷特教授
来自巴斯大学物理系的首席研究员 Alain Nogaret 教授(图片来源:巴斯大学)

研究人员准确地复制了大鼠海马神经元和呼吸神经元在各种刺激下的完整动态。

“到目前为止,神经元就像黑匣子,但我们已经设法打开黑匣子并查看内部情况。我们的工作正在改变范式,因为它提供了一种可靠的方法来详细再现真实神经元的电特性,”巴斯大学物理系的首席研究员 Alain Nogaret 教授说。

新的人工神经元也需要非常低的功率水平才能运行。 “我们的神经元只需要 140 纳瓦的功率。这是微处理器功率需求的十亿分之一,其他制造合成神经元的尝试都使用了微处理器,”Nogaret 解释道。 “这使得神经元非常适合用于治疗慢性疾病的生物电子植入物。”

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这项新发明在医疗设备方面具有广阔的应用前景。 “我们正在开发智能起搏器,它不仅会刺激心脏以稳定的速度泵血,还会使用这些神经元实时响应心脏的需求——这是健康心脏自然发生的事情。其他可能的应用可能是更普遍地治疗阿尔茨海默氏症和神经元退行性疾病等疾病,”Nogaret 说。

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凯茜拉西 () 是在线编辑 重量 |可穿戴技术 并专门撰写市场上最新的医疗可穿戴设备和支持技术。 可以通过 info(at)wearable-technologies.com 联系 Cathy。