Investigadores alemanes lograron por primera vez conectar células de neuronas vivas a un microprocesador con base de silicium, creando así el primer circuito integrado híbrido, que mezcla una parte de ser vivo con otra electrónica.
"La experiencia constituye una etapa fundamental en la neuro-electrónica", estimaron los investigadores Gunter Zeck y Peter Fromhertz, del instituto alemán de bioquímica Max-Planck en Munich, que lograron elaborar la primera red de neuronas vivas comunicadas con microprocesadores.
Con la ayuda de pipetas microscópicas, los investigadores extrajeron una veintena de neuronas de caracoles, ligeramente más gruesas y por lo tanto más manipulables que las neuronas humanas, y las pusieron en el microprocesador-.
El procedimiento fue explicado en el informe de su experiencia, publicado ayer en la revista estadounidense Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
Cada neurona fue puesta sobre un transistor capaz de amplificar voltajes ínfimos, y conectados a una red de energía que estimulaba la neurona. Luego los investigadores lograron un desarrollo entre las neuronas y sinapsis, que es la relación funcional entre las terminaciones de las células nerviosas.
La estimulación eléctrica de una neurona liberó una señal detectada por el transistor sobre el cual reposaba la neurona, pero también por el transistor de la neurona vecina.
Esto permitió a los investigadores establecer que la señal eléctrica producida por el microchip pasó a la primera y luego a la segunda neurona antes de volver hacia el semiconductor, formando así el primer circuito integrado parcialmente vivo, explicaron en su artículo.
"El funcionamiento de un circuito de silicium-nerona-neurona-silicium abre la vía al desarrollo de sistemas neuro-electrónicos que pueden ser utilizados en los estudios sobre el tratamiento de la señal neuronal, el neuro-cálculo (neurocomputación) y la neuro-proética", comentaron los científicos.
Este tipo de investigaciones son parte de la medicina del futuro, que podría permitir la reparación de partes del sistema nervioso que estén dañadas, por la combinación de microprocesadores y de neuronas para devolverle eventualmente al paciente su vista o motrocidad perdida.
A largo plazo, las aplicaciones industriales son igualmente posibles, en especial para la elaboración de computadoras capaces de adaptarse a diferentes situaciones y de razonar como un cerebro.
Una red más larga.
Los investigadores quieren ahora desarrollar una red más larga de neuronas conectadas a transistores que pudieran comprender hasta 15.000 componentes vivos y electrónicos.
La dificultad, según ellos, reside en la identificación de las sinapsis por las cuales transita la impulsión eléctrica y sobre la construcción de circuitos integrados más amplios.
Para hacerlo, los científicos debería aprender a dominar la fijación de las neuronas, células vivas que tienen la tendencia a desplazarse de su base para moverse libremente, como lo hacen en el cerebro.
Para su experimento, los investigadores "estacionaron" la veintena de neuronas en recintos individuales formados por pequeños pedazos de polímeros.
Hacer funcionar una red más larga de neuronas y de microprocesadores podría darle a los investigadores una ventana de observación de las comunicaciones neuronales que se acerque aquellas que se producen en el cerebro.
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