Qu'imaginez-vous si vous manquez le terme «neurones artificiels»? Sûrement quelque chose comme des fils gainés qui nous sont régulièrement montrés dans les films de science-fiction. Cependant, dans la vie, tout semble différent. Bien que, certes, ce ne soit pas moins futuriste et intéressant. Par exemple, une équipe internationale de scientifiques a récemment inventé des neurones artificiels sur des puces de silicium qui se comportent comme de vrais. C'est le premier appareil du genre. Qui, de plus, convient à la transplantation humaine.
Pourquoi les neurones artificiels sont-ils nécessaires?
Selon le site Web de l'Université de Bath (Royaume-Uni), les nouveaux neurones artificiels sont excellents pour le traitement de maladies chroniques telles que l'insuffisance cardiaque, la maladie d'Alzheimer et d'autres problèmes associés à la dégénérescence des fibres nerveuses. Il est extrêmement important que les neurones artificiels non seulement se comportent de la même manière que les neurones biologiques, mais qu’ils n’ont pratiquement pas besoin d’une source d’énergie (la batterie intégrée «durera toute une vie»), ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les implants médicaux et autres produits bioélectriques. dispositifs.
L'équipe de recherche, dirigée par l'Université de Bath et comprenant des chercheurs des universités de Bristol, Zurich et Auckland, fait valoir que les neurones artificiels répondent aux signaux électriques du système nerveux comme de vrais, ce que beaucoup tentent de réaliser depuis des décennies.
Les experts donnent également un exemple d'utilisation de la technologie. Par exemple, dans l'insuffisance cardiaque, les neurones à la base du cerveau ne répondent pas correctement aux signaux du système nerveux, et à leur tour, ils n'envoient pas les bons signaux au cœur, qui ne fonctionne pas comme il se doit. Le remplacement des neurones "cassés" par des neurones artificiels résout ce problème.
L'un des principaux défis de conception était la réponse non linéaire des neurones. Les réponses des neurones peuvent être imprévisibles: si le signal envoyé est très fort, alors il n'est pas du tout nécessaire que la réponse soit la même. Des calculs mathématiques et une modélisation minutieuse basée sur ces réponses non linéaires ont permis la création de neurones artificiels qui répondent aux stimuli de la même manière que le feraient des tissus vivants sains.
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Après avoir dérivé des modèles à partir de modèles mathématiques, les scientifiques ont développé des puces en silicium qui reproduisaient fidèlement les canaux ioniques biologiques (l'un des principaux composants qui assurent la fonction conductrice des neurones), avant de prouver que leurs «neurones en silicium» imitaient avec précision le fonctionnement des vrais.
La création de tels neurones suggère qu'il est désormais possible de remplacer des voies et des cellules anciennes ou déjà mortes avec leur aide afin de restaurer diverses fonctions du corps. En particulier, la nouvelle invention sera utile pour les patients atteints de la maladie d'Alzheimer et d'autres conditions similaires.
Vladimir Kuznetsov
