Фотография созданной логической схемы из нейронов.Снимок из статьи в Nature.

Ученые из Израиля и США создали логическую схему «И» из культуры нейронов. Клетки из гиппокампа крысиных эмбрионов сформировали на стеклянной подложке, квадрат со стороной меньше миллиметра.

Статья ученых опубликована в журнале Nature. Основные выводы работы приводит журнал New Scientist.

За счет использования культуры клеток вместо отдельно взятых нейронов удалось повысить надежность схемы до 95 процентов правильных срабатываний. Это по-прежнему на порядки больший по сравнению с электронными схемами процент ошибок. Но результат, полученный в данной работе, значительно превосходит результаты, полученные в экспериментах на единичных нейронах.

На иллюстрации показано устройство элемента – островок в середине верхней перемычки связан с двумя отростками (внизу, в основании подковы, связи между нейронами отключены блокатором ионных каналов), которые выполняют роль входов. Не показанные на фотографии электроды стимулируют клетки «отростков», и те ретранслируют сигнал дальше: уже по живым аксонам в результате обычной синаптической передачи. Нейроны «островка» складывают приходящие импульсы, и если в итоге оказывается превышен некоторый порог – выдают импульс на выходе. Подобрав ширину перемычек к островку, ученые добились того, что сигнал на выходе стал появляться только тогда, когда стимулируются нейроны на обоих входных отростках.

Элемент «И» выдает сигнал только когда получает сигнал на первый и на второй вход. В микроэлектронике это один из самых простых элементов, наряду с элементом «ИЛИ» (выход активен тогда, когда активен любой из входов), но именно из таких простых частей строятся сложные схемы.

Если ученые научатся получать достаточно надежные нейронные сети с заданными свойствами на биологической основе, то в перспективе становится возможным создание нейроинтерфейса (прямой связи мозга с электронными устройствами).

http://www.lenta.ru/news/2008/10/24/livingand/

http://technology.newscientist.com/channel/tech/dn15019-computer-circuit-built-from-brain-cells.html?feedId=online-news_rss20

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys1099.html