Исследователи создали способ для искусственных нейронных сетей для общения с биологических нейронных сетей. Новая система преобразует искусственные электрические пики сигналов в визуальную картину, чем потом использовали, чтобы увлечь реальных нейронов через стимуляцию оптогенетики сети. Этот аванс будет важно для будущих устройств нейропротезы, которые заменяют повреждения нейронов искусственных нейронных сетей.
Протез-это искусственный прибор, который заменяет травмированного или отсутствующую часть тела. Вы можете легко представить себе стереотипного пирата с деревянной ногой или знаменитая роботизированная рука Люка Скайуокера. Менее драматично, думаю, старой школы протезирования, таких как очки и контактные линзы, которые заменяют естественные линзы в наших глазах. А теперь попробуйте представить себе протез, который заменяет часть поврежденного мозга. Что может искусственный мозг, как быть? Как это вообще работает?
Создать нейропротезы технологии является целью международная команда во главе с самим Ikerbasque исследователь Паоло Бонифаци из Biocruces научно-исследовательского института здоровья (Бильбао, Испания), и Тимоте Леви из Института промышленных наук Университета Токио и из Суи лаборатории Университета Бордо. Хотя были разработаны различные типы искусственных нейронов, ни один не был по-настоящему практичным для neuroprostheses. Одна из самых больших проблем заключается в том, что нейроны в мозгу общаться очень точно, но электрический выход из типовых электрических нейронная сеть не в конкретных нейронах. Чтобы преодолеть эту проблему, команда преобразовать электрические сигналы в свет. Как Леви объясняет: «достижения в области технологии оптогенетики позволили нам получить именно целевых нейронов в очень маленькой области нашей биологической нейронной сети.»
Оптогенетика-это технология, которая использует преимущества нескольких светочувствительные белки, которые содержатся в водорослях и других животных. Установка этих белков в нейронах-это своеобразный рубить; когда они там, сияющий свет на нейрон будет сделать его активным или неактивным, в зависимости от типа белка. В данном случае ученые использовали белки, которые были активированы в частности, синий свет. В их эксперименте, они сначала преобразуется в электрическую мощность спикинг нейронной сети в клетчатый узор голубых и черных квадратов. Затем они осветили этот шаблон вниз на 0.8 на 0.8 кв. мм биологической нейронной сети растет в блюдо. В пределах этой площади, были активированы только нейроны ударил свет, исходящий от синих квадратов.
Спонтанной активности в культивируемых нейронов производит синхронное действие, которое следует некий ритм. Этот ритм определяется тем, как нейроны соединены вместе, типы нейронов и их способность адаптироваться и меняться.
«Ключ к нашему успеху», — говорит Леви, «было понимание того, что ритмы искусственные нейроны должны совпадать с реальным нейронам. Однажды мы были в состоянии сделать это, биологическая сеть была в состоянии реагировать на «мелодии» послал искусственным. Предварительные результаты, полученные в ходе реализации проекта Европейского Брэйнбоу, помочь нам разрабатывать эти биомиметические искусственных нейронов».
Они настраивают искусственные нейронные сети, использовать несколько различных ритмов, пока не нашли лучший матч. Группы нейронов были назначены отдельных пикселов изображения, а затем ритмическая активность была возможность изменить визуальный шаблон, который был освещен на культивируемые нейроны. Узоры света на очень небольшую площадь культивируемых нейронов, и исследователи имели возможность убедиться, местные реакции, а также изменения в глобальной ритмы биологические сети.
«Оптогенетика включения в систему-это продвижение по пути практичности», — говорит Леви. «Это позволит в будущем биометрические устройства для взаимодействия с конкретными типами нейронов или в рамках определенных нейронных цепей».Команда надеется, что в будущем протезы, используя их системы, сможет заменить поврежденные участки мозга и восстановить связь между регионами мозга. «В Университете Токио, в сотрудничестве с PR Кохно и др Ikeuchi, мы ориентируемся на дизайн био-гибридным системам нейроморфных для создания нового поколения нейропротезы», — говорит Леви.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!