Биологи соединили живые и искусственные нейроны через Интернет

Всемирная сеть помогла создать своего рода виртуальный мозг из живых нервных клеток в Италии, искусственных нейронов в Швейцарии и электронных межнейронных соединений в Великобритании. Впервые эти три компонента были собраны в единую систему. Достижение может стать прорывом на пути интеграции нервной системы человека с компьютером.

Подробности изложены в научной статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже писали о том, как учёные соединяют живые нейроны с помощью электронных элементов – мемристоров. Кроме того, исследователи в разных странах создают искусственные нейроны, по своему функционалу всё более похожие на естественные.

На сей раз учёные свели вместе все три компонента в единую систему. Как утверждается в пресс-релизе исследования, это было сделано впервые в мире.

Живые нервные клетки, извлечённые из гиппокампа крысы и помещённые в питательную среду, находились в Университете Падуи в Италии. Специальная аппаратура считывала с них электрические сигналы и через Интернет отправляла в Саутгемптонский университет в Великобритании.

Там сигнал передавался в искусственные контакты между нейронами (синапсы). Такой электронный синапс представляет собой пару из мемристора и микроэлектрода из тонкой плёнки оксида титана. Подобный дуэт удачно имитирует свойства настоящих синапсов. Например, он тоже может увеличивать свою проводимость (на этом свойстве основана наша кратковременная память).

Наконец, информация, преобразованная искусственным синапсом, передавалась в Цюрих, где её обрабатывали электронные нейроны. Они представляли собой кремниевые чипы на основе КМОП-технологии.

Таким образом собиралась трёхнейронная сеть, протянувшаяся между тремя странами. Цепочка работала и в обратном направлении: от швейцарских искусственных нейронов через английские мемристорные синапсы к итальянским клеткам крысиного мозга. Высокая скорость Интернета позволила системе работать в реальном времени (была бы в нашем распоряжении только голубиная почта, такой фокус бы не удался).

Как подчёркивают исследователи, создание подобной "виртуальной лаборатории" позволяет специалистам из разных уголков земного шара проводить совместные эксперименты, объединяя свои разноплановые компетенции.

Столь глубокая интеграция между живыми и искусственными компонентами может стать важной вехой для интерфейсов "мозг-компьютер", которые всё ещё не столь совершенны, как хотелось бы обладателям киберпротезов.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о других работах по соединению живых нервных клеток с электронными компонентами на основе мемристоров. Говорили мы и о планах по вживлению в мозг искусственных нейронов.