Создан чип, позволяющий вырастить на его поверхности искусственный "мозг" - «Наука и технологии»

Для того, чтобы изучать функционирование клеток головного мозга или проверять эффективность лекарственных препаратов обычной чашки Петри с сеткой электродов уже не вполне достаточно. Для проведения действительно реалистичных исследований клетки нервных тканей должны иметь возможность существовать и формировать нейронные связи не только на плоской поверхности, а в трех измерениях, как это происходит в живой природе. Барт Шуринк (Bart Schurink), исследователь из лаборатории NanoLab Института нанотехнологий MESA+ университета Твенте, Нидерланды, разработал специальный кремниевый чип, на котором можно выращивать крошечный, но полноценный искусственный "мозг". Этот чип представляет собой матрицу из 900 пирамидальных отверстий, а специализированный микрореактор заботится о снабжении клеток питательными веществами, об их росте и о выборочной доставке испытуемых лекарственных препаратов.

Термин "мозг-на-чипе" подразумевает нечто большее, нежели слой нервных тканей, выращенных на поверхности плоской матрицы электродов. Для того, чтобы подражать функционированию мозга наиболее реалистичным способом, требуется обеспечение перемещения потоков жидкостей, а сами клетки нуждаются в некоторой свободе даже тогда, когда они помещены в строго определенные места. Этими строго определенными местами являются пирамидальные углубления на чипе. В каждом из таких углублений имеется электрод, посредством которого производится считывание электрических сигналов или наоборот, электрическое возбуждение отдельно взятых нейронов.

Помимо электрода, в углублении имеются крошечные отверстия, через которые к отдельным нейронам могут подаваться питательные вещества или жидкости, содержащие лекарственные препараты. После того, как нейроны помещаются в углубления чипа, они начинают формировать связи друг с другом, соединяясь в единую сеть. При помощи воздействия на нейроны и некоторых других уловок ученые могут управлять процессом формирования нейронных сетей, получая сети, соответствующих различным типам нервных тканей.

Новый чип для выращивания искусственного "мозга" уже был испытан при помощи живых нервных клеток, взятых из организма подопытных грызунов. Под управлением ученых эти клетки росли, размножались и формировали в трехмерном пространстве сети с заранее известной конфигурации. И дальше подобную технологию смогут использовать ученые из самых различных областей для проведения исследований мозга, связанных с ним заболеваний и методов их лечения.