נוירון מלאכותי המחקה נוירון אנושי

מדענים הצליחו לבנות נוירון המתפקד באופן מלא בעזרת שימוש ברכיבים ביו-אלקטרוניים אורגניים. הנוירון המלאכותי אינו מכיל כלל חלקים “חיים”, ויחד עם זאת הוא מסוגל לחקות את הפעילות של תא עצב אנושי ולתקשר עם תאים אחרים באותו אופן שבו פועלים הנוירונים הטבעיים בגופנו

[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]
מדענים במכון קרולינסקה בשטוקהולם צליחו לבנות נוירון המתפקד באופן מלא בעזרת שימוש ברכיבים ביו-אלקטרוניים אורגניים. הנוירון המלאכותי אינו מכיל כלל חלקים “חיים”, ויחד עם זאת הוא מסוגל לחקות את הפעילות של תא עצב אנושי ולתקשר עם תאים אחרים באותו אופן שבו פועלים הנוירונים הטבעיים בגופנו.

נוירונים מבודדים אחד מהשני ומתקשרים ביניהם בסיועם של אותות כימיים המכונים בשם נוירוטרנסמיטרים (מעבירים בין-עצביים), או חומרי איתות. בתוך הנוירון, חומרים כימיים אלו מומרים לפוטנציאל חשמלי, הנע לאורך האקסון של הנוירון עד לקצהו. בנקודת קצה זו, הסינפסה, האות החשמלי גורם לשחרור חומרים כימיים היכולים להשפיע על תא העצב הבא ברצף.

עד היום, השיטה העיקרית לגירוי נוירוני בתאים אנושיים מבוסס על גירוי חשמלי. לעומת זאת, מדענים מהמרכז הרפואי לננו-מדעים בשבדיה (SMNC) בשיתוף פעולה עם חוקרים מאוניברסיטת Linköping בשבדיה, הצליחו לפתח כעת התקן ביו-אלקטרוני אורגני המסוגל לקלוט אותות כימיים ולהעבירם לתאים אנושיים. “הנוירון המלאכותי שלנו מורכב מפולימרים מוליכי חשמל והוא מתפקד ממש כמו נוירון אנושי,” אמרה החוקרת הראשית Agneta Richter-Dahlfors, פרופסור למיקרוביולוגיה תאית. “המרכיב החישתי של הנוירון המלאכותי חש בשינוי שמקורו באות הכימי המתרחש בצלחת אחת, ומתרגם אותו לאות חשמלי. אות חשמלי זה גורם בשלב הבא לשחרור של המעביר הבין-עצבי אצטילכולין בצלחת השנייה, ואת השפעתו על תאים אנושיים חיים ניתן למדוד”.

החוקרים מקווים כי ממצאי המחקר שלהם, שפורסמו בכתב-העת המדעי Biosensors & Bioelectronics, ישפרו את הטיפולים במחלות נוירולוגיות הנסמכות כיום על שיטות גירוי חשמלי מסורתיות. השיטה החדשה מאפשרת לבצע גירוי נוירונים על סמך חומרים כימיים מוגדרים המגיעים מחלקים שונים בגוף. בעתיד, כך מקווים החוקרים, השיטה תאפשר לרופאים לבצע מעקף של תאי עצב פגומים ולשחזר את פעילות הנוירונים.

“בשלב הבא, אנו נרצה למזער את ההתקן הזה כך שתתאפשר השתלה שלו בתוך גוף האדם,” אמרה החוקרת הראשית. “אנו צופים כי בעתיד, באמצעות הרעיון של תקשורת אלחוטית, ניתן יהיה למקם את הביו-חיישן בחלק אחד של הגוף ולגרום לשחרור של נוירוטרנסמיטרים במיקומים מרוחקים ממנו. בזכות השימוש במערכות חישה והעברת חומרים מווסתות-עצמית כגון אלו, או אפילו נשלטות מרחוק, ניתן לדמיין הזדמנויות חדשות ומלהיבות עבור מחקר וטיפולים עתידיים במחלות נוירולוגיות.”

תקציר המאמר
הידיעה על המחקר

עוד בנושא באתר הידען:

לבצע האקינג למערכת העצבים