Ученые построили первый кремниевый чип, оборудованный живущими невроцитами. «Нейрочип», кремниевый прямоугольник приблизительно 4 сантиметра шириной, погруженный в чашку Петри, может быть предшественником бионических глаз или других медицинских устройств, спроектированных от комбинаций кремния и живущих нейронов. На данный момент нейробиологи надеются использовать устройство, описанное на этой неделе на встрече Общества Нейробиологии в Новом Орлеане, для более скромной цели: понимание, как невроциты растут и общаются друг с другом.
Биологи изучали отдельные нейроны в течение многих лет, и они могут послушать в на болтовне нейронов в нервах и мозгах. Но попытка изучить, как нейроны общаются от таких измерений, походила на попытку изучить базовую электронику путем изучения работ компьютера. Любой инженер-электроник учится путем строительства маленьких схем сначала, таким образом, нейробиологи долго хотели построить простые схемы нейронов. Но когда они пытались связать живущие невроциты, они обычно заканчивали тем, что повредили или убили их.
Джером Пайн, нейрофизик в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, вместе с бригадой инженеров-электриков и биологов, создал микроскопический кремниевый пейзаж, ограничивший отдельные нейроны, позволяя им установить связи: ряд 16 крошечных скважин, каждого о 1/40 миллиметра в диаметре, с короткими тоннелями, приводящими к поверхности. Исследователи поместили эмбриональную клетку головного мозга крысы в каждого хорошо; поскольку клетки выросли, они отослали длинные древовидные руки через тоннели к соседним скважинам. Провода в основном кремнии контролировали электрическое поведение нейронов.В конечном счете дендриты вступили в контакт с теми из соседних клеток и установили нормальную электрическую деятельность. «Теперь», Пайн говорит, «самая сложная задача поддерживает здоровую сеть».
До сих пор исследователи только были в состоянии поддержать клетки в течение двух недель за один раз. Как только они могут сохранить схему, идущую довольно долго, возможно месяц, они надеются учиться, например, как маленькие наборы нейронов «учатся», будучи стимулированным неоднократно.
«Работа, конечно, будет важна для будущих медицинских заявлений», говорит Питер Фромэрз, нейрофизик в Макс. Планке Институте Биохимии в Мюнхене, Германия, кто также пытается жениться на нейронах и кремнии. «Сетчатка, с ее плоской структурой, может быть лучшей системой», чтобы попытаться подражать с плоским нейрожареным картофелем, говорит он.
Но такие заявления являются путями прочь. Говорит Пайн, «Вы ничего не должны ожидать в нашем сроке службы».