芯片加速了神经元到计算机的通信

 作者:哈屡     |      日期:2017-09-02 01:17:29
作者:汤姆·西蒙特(Tom Simonite)欧洲科学家开发了一种可以与数千个脑细胞进行通信的专用微芯片该设备将帮助研究人员检查相互关联的脑细胞的运作,并可能有一天使他们能够开发使用活神经元记忆的计算机该计算机芯片能够接收来自超过16,000个哺乳动物脑细胞的信号,并将信息发送回数百个细胞以前的神经元 - 计算机接口要么连接到更少的单个神经元,要么连接到聚集在一起的神经元组来自意大利和德国的一个团队与移动芯片制造商英飞凌合作,将16,384个晶体管和数百个电容器压缩到仅1平方毫米的实验性微芯片上当被神经元包围时,晶体管从单元接收信号,而电容器向它们发送信号当神经元发射时,芯片上的每个晶体管都会获得电荷的微小变化这种变化是由于带电荷的钠离子的转移而发生的,钠离子通过特殊的孔隙进出细胞相反,对每个电容器施加电荷会改变钠离子的运动,从而导致神经元发生反应在进入大鼠神经元之前,研究人员开始试验蜗牛脑细胞 “使用哺乳动物神经元更难,因为它们更小,更复杂,”意大利帕多瓦大学的分子生物学家Stefano Vassanellia告诉“新科学家”杂志研究人员采用双轨方法开发该系统,他说:“我们改进了芯片,还改进了生物学”团队不得不修补神经元本身,以增加细胞与芯片之间连接的强度首先,研究人员通过遗传修饰神经元来增加毛孔其次,他们在芯片中添加了蛋白质,将大脑中的神经元粘在一起,同时也吸引了钠孔应用这种神经胶水意味着在晶体管和电容器连接周围收集额外的钠通道这改善了将离子的运动转换成芯片上的电信号的机会在增强了电池和芯片之间的电气连接后,研究人员希望能够进一步扩大芯片的影响力 “应该有可能让来自芯片的信号导致神经元改变其膜并占据一个新基因,或者切换一个基因,”Vassanelli说 “现在芯片已经开发出来了,我们计划用它来试图打开和关闭基因”一种能够关闭一种基因的化合物,或一种新基因的DNA,可以添加到含有线路的培养皿中神经元使用该芯片,可以准确地控制哪些神经元吸收它们,哪些没有 Vassanelli说,对数千个连接的神经元进行这种程度的控制将提供新的见解并使新应用成为可能 “它肯定会提高我们实验和理解神经元运作的能力,而且这种发展也可以提供一种全新的方式来存储计算机内存,使用活神经元,