A Bath-i Egyetem kutatói kifejlesztettek egy chipet, amely képes az idegsejtek elektromos aktivitásának imitálására, így egy napon talán agyi protézisként szolgálhat. A mesterséges idegsejtek kifejlesztésének ötlete évtizedek óta foglalkoztatja a kutatókat. Már 1991-ben elkészült egy olyan chip, amelynek működése a valódi idegsejteken alapult. A szakértők azonban mostanáig elsősorban inspirációként használták a természetes folyamatokat ahhoz, hogy másfajta rendszereket építsenek, nem pedig azzal a céllal fejlesztettek, hogy hűen reprodukálva a neuronok működését, a mesterséges összetevőket beépítsék az agyba.

A brit szakértők viszont most pontosan ezen dolgoznak: információáramlást kívánnak megvalósítani egy biológiai sejt és egy bioelektromos áramkör között, hogy helyrehozzák a betegség vagy sérülés miatt kiesett természetes agyi áramköröket. Vagyis a cél olyan idegi protézisek létrehozása, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a beteg idegrendszeréhez, és részt vesznek annak működésében.

Ehhez először is egy olyan chip kifejlesztésére volt szükség, amely az agyi sejtekkel egyezően reagál az elektromos stimulusokra. A szakértők által létrehozott mikroáramkör az ioncsatornák működését utánozza, utóbbiak esetén egy fehérje kapuként szolgál a sejtmembránon, adott körülmények között átengedve a megfelelő elektromos töltésű molekulákat. A munka során ezen rendszer másolásán túl rengeteg valódi idegsejt működési mintázatára is építettek kutatók.

Az első chipek, amelyek egyes neuronok viselkedését reprodukálják, a hippokampusz idegsejtjeit utánozzák, amelyek kulcsfontosságú szerepet töltenek be a tanulás, az emlékezés és a légzés folyamatában. A végeredményül kapott mikroáramkörökön több mint 60 különböző elektromos stimulust teszteltek, és a szintetikus neuronok gyakorlatilag minden esetben ugyanúgy reagáltak az ingerekre, mint az egészséges agyi sejtek.

Az eredményekről beszámoló tanulmányban a szakértők arra is kitérnek, hogyan lehetne ezeket a chipeket terápiásan használni. Egy korai alkalmazási terület lehet például a légzőneuronok pótlása: ezek szabályozzák a légzés, és általa a szívműködés ritmusát is, és ha a kérdéses neuronok nem működnek megfelelően, az olyan zavarokhoz vezethet, mint a légzéskimaradások vagy a szívelégtelenség különböző formái. A mesterséges neuronok viszont ilyen esetekben az agy megfelelő részére beültetve átvehetnék ezen idegsejtek munkáját.