Logran que Neuronas Artificiales se comuniquen con Neuronas Reales por medio de luz


Investigadores trabajan con neuronas artificiales con el objetivo de que algún día la materia cerebral artificial se pueda usar para ayudar al cerebro en zonas que no están funcionando bien.


Poder restaurar la comunicación entre los circuitos cerebrales dañados por lesiones traumáticas o lesiones neurológicas es un paso crucial en la recuperación, por esta razón investigadores trabajan con neuronas artificiales con el objetivo de que algún día la materia cerebral artificial se pueda usar para ayudar al cerebro en zonas que no están funcionando bien, como cuando usas unos lentes para mejorar tu visión.

Un equipo de investigadores internacionales ha desarrollado un neuroprotésico que utiliza la luz como medio de comunicación entre una red neuronal (SNN) que se implementa en una plataforma digital y una red neuronal biológica in vitro (BNN).

A esta técnica se le conoce como optogenética y proporciona un mayor control de focalización que otros equivalentes basados en electricidad usados previamente.

La optogenética combina destellos de luz con funciones genéticas cuya finalidad es transferir DNA a un grupo específico de neuronas que codifican ciertas proteínas que son sensibles a la luz, también conocida como opsinas.

 

Esta innovación hace que las redes neuronales tradicionales cuyo método de comunicación es mediante electrones quede en el pasado, ya que con este nueva forma de comunicación, los datos pueden ser procesado con mayor rapidez aproximándose a la función de un cerebro real.

El Ingeniero Timothee Levi de la Universidad de Tokio, expresó lo siguiente:

“Los avances en tecnología optogenética nos permitieron apuntar con precisión a las neuronas en un área muy pequeña de nuestra red neuronal biológica”

“Una vez que pudimos hacer esto, la red biológica pudo responder a las ‘melodías’ enviadas por la artificial”.

En el experimento se han cultivaron redes neuronales biológicas en de 3 a 4 semanas y fueron diseñadas genéticamente para producir proteínas sensibles a la luz derivadas de algas que provocan que las neuronas respondan cuando se exponen a la luz azul.

Posteriormente, los científicos utilizaron esta red neuronal artificial para generar ritmos binarios de luz de coloración azul que se dirigen a un área de 0,8 x 0,8 milímetros dentro de la red biológica más grande. Las neuronas biológicas respondieron a través de cambios en su propio ritmo localmente y en toda la red. Su respuesta fue capturada usando imágenes de calcio y sensores de electrodos.

Los experimentos proporcionan información importante para crear una comunicación neuroprotésica eficiente, escribió el equipo en su artículo, explicando que su capacidad para dirigirse a un grupo muy pequeño de neuronas promete una mayor transmisión de información para dispositivos futuros, posiblemente incluso hasta el nivel de una sola neurona.

Pero aún falta mucho camino que recorrer en esta área de investigación antes de poder emplearlas en seres humanos en lesiones cerebrales.

Puedes ver la investigación publicada aquí.


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