A tecnologia grafina amadurece rapidamente o órgão do cérebro, pode desbloquear a insight neurodinativa

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, San Diego Sanford STEM Sale Institute, desenvolveram um novo método para estimular e amadurecer o órgão do cérebro humano usando grafeno, uma folha de carbono de equilíbrio.

publicado em Comunicação da naturezaO estudo de grafeno medieval introduz estimulação óptica (GRAMOS), para afetar um método seguro, não genético, biocomatável e não diário Atividade nervosa De dias a semanas. A abordagem acelera o crescimento do órgão cerebral, especialmente para modelar condições relacionadas à idade, como a doença de Alzheimer-e até permite que eles controlem dispositivos de robôs em tempo real.

“É uma mudança de jogo Pesquisa cerebral“Elison Muotie, PhD, o mesmo escritor, professor de pediatria, e a UC San Diego Sanford Cell Cell Institute Diretor Integrado Centro de Pesquisa Orbital Integrada Space Stem.

“Agora podemos acelerar a maturidade orgânica do cérebro sem suas mudanças Código genéticoPesquisa de doenças, interfaces e portas do cérebro -abrem para outros sistemas vivos células cerebrais Com tecnologia. , Assim,

Uma maneira inteligente de cultivar o cérebro em um prato

Cérebro orgenóides-três dimensionais, o caule do cérebro humano é valioso para o estudo de modelo prático celular Doença neurológicaMas eles geralmente amadurecem gradualmente, limitando sua utilidade às condições desenvolvidas ao longo de décadas. Até agora, os métodos de estimulação requerem uma optoznética ou correntes elétricas diretas, que podem danificar neurônios delicados.

Gramos trabalha para converter a luz em sinais elétricos macios usando as propriedades optoeletrônicas exclusivas do grafeno que incentivam a conectar e comunicar os neurônios. Essa estimulação imita a contribuição ambiental para alcançar a mente real, aumentando o desenvolvimento de técnicas agressivas.

“Usando grafeno e luz, conseguimos neurônios nus sem dispositivos optogenéticos tradicionais e neurônios nus para amadurecer rapidamente”, disse Elena Molocanova, PhD, redatora de co-relacionamentos e diretor executivo e inventor da tecnologia de gramos na neurano biosquência. “É como dar a eles um empurrão suave para crescer rapidamente-é necessário estudar doenças relacionadas à idade em um prato”.

As principais conclusões do estudo incluem:

• Crescimento rápido: o uso regular de gramos ajudou a criar uma comunicação mais avançada entre conexões fortes, melhores redes organizadas e neurônios – mesmo em modelos feitos com os pacientes de Alzheimer.
• Seguro e biochapável: a grafina não prejudicou os neurônios ou a estrutura orgânica, ainda mais.
• Modelagem de doenças promovida: os orgenóides de Alzheimer precoce detectaram diferenças funcionais na conectividade e excitação da rede quando estimuladas.
• Integração robótica: os organoides elevados para grafina foram conectados a um robô simples em um ciclo de feedback fechado, capaz de responder a sinais visuais.

Do laboratório à pesquisa de Alzheimer e além

Como a estimulação acelera a maturidade nervosa, os pesquisadores podem em breve estudar a progressão da doença em um contexto mais relevante fisicamente. Esse teste de medicamentos pode melhorar o prazo e as mudanças de Alzheimer podem fornecer novas informações sobre doenças como circuitos cerebrais.

“Nossa tecnologia preenche uma diferença significativa na pesquisa de orgenóides”, Alex Savchenko, PhD, Co-C-Cerequent Authing e disse Diretor executivo Nanotool Biosyins. “Ele fornece um método repetido e confiável para ativar os neurônios, que podem alterar os estudos fundamentais de neurologia e tradução”.

Máquina de carne cerebral

Os orgenóides cerebrais interferem no grafeno são responsáveis pelo seu ambiente e podem alterar sua rede neuronal em resposta à luz. Essa neuroplastia adquirida oferece uma grande vantagem sobre os chips de computador em aplicativos futuros de inteligência artificial (IA), que melhoram o sistema de IA para resolver problemas complexos e inesperados e oferecer mais e mais defeitos em aplicações importantes para oferecer tolerância e confiabilidade máxima de defeitos.

Em uma prova de conceito impressionante, a equipe adicionou interface grafina Cérebro Para um sistema robótico equipado com sensores. Quando o robô detectou um obstáculo, ele enviou um sinal para estimular o organoide, que então produziu um padrão nervoso que aciona o curso para acionar o robô – usando loops em menos de 50 milissegundos.

Ainda longe das máquinas conscientes, essa integração indica no futuro sistema neuro-bídico onde eles vivem. tecido nervoso E a robótica trabalha em conjunto para próteses avançadas, interfaces adaptativas ou mesmo novas formas de cálculo.

Este estudo é um grande passo para desbloquear a capacidade da grafina em neurológicas, nanotecnologia e neuroanização. A técnica pode criar novas maneiras de conectar tecidos, como cérebro rapidamente complexo entre si e até o cérebro.

A capacidade de controlar e acelera o desenvolvimento do órgão cerebral abre a porta para usá -los como um modelo poderoso para testar tratamentos para distúrbios cerebrais neurodogenativos e de desenvolvimento, onde conexões danificadas podem atrapalhar o processo cerebral e a capacidade de responder às informações.

Além da pesquisa de doenças, a abordagem pode ser adaptada à engenharia de tecidos, que fornece uma maneira não específica e precisa de estimular outros tipos de tecidos desenvolvidos em laboratório. E ao conectar a rede nervosa viva às máquinas, os pesquisadores podem saber como aumentar a computação e a robótica da adaptabilidade e aprendizado do cérebro – com futuras aplicações possíveis em inteligência artificial.

“Este é apenas o começo.” “Guerra -genialidade e combinação de grafeno Órgão O que é possível na neurologia da biologia, desde a compreensão do cérebro até a criação de um paradigma técnico completamente novo. , Assim,