زیست ‌تراشه هوشمند، شبکیه چشم انسان را شبیه‌سازی می‌کند

یک گروه چندملیتی به سرپرستی «فرانچسکا سانتورو»(Francesca Santoro) محققی در یولیش آلمان زیست‌تراشه هوشمندی ساخته است که به طور موثر شبکیه چشم انسان را شبیه‌سازی می‌کند و فرصت‌های جدیدی را در حوزه بیوالکترونیک به وجود می‌آورد.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، شبکیه، لایه‌ای از بافت عصبی است که در پشت چشم قرار داشته و نقش مهمی در بینایی دارد. این بخش کلیدی چشم وظیفه تبدیل نور به سیگنال‌های الکتریکی را بر عهده دارد که به مغز منتقل می‌شوند و ما را قادر می‌سازند تصاویر را ببینیم و درک کنیم. این فرآیندی است که زیست‌تراشه جدید آن را بازسازی می‌کند.

ایجاد تصویر در مغز

سانتورو استاد رابط‌های نورالکترونیک در دانشگاه دانشگاه فنی راینیش-وستفلیشه آخِن توضیح می‌دهد: تراشه نیمه‌هادی آلی ما تشخیص می‌دهد که چه مقدار نور روی آن می‌تابد. این مشابه اتفاقی است که در چشم ما رخ می‌دهد. میزان نوری که به گیرنده‌های نوری منفرد برخورد می‌کند، در نهایت تصویر را در مغز می‌سازد.

این زیست‌تراشه جدید مبتنی بر مولکول‌های حساس به نور و پلیمرهای رسانا است که می‌توان از آنها برای شبیه‌سازی مدارهای بینایی شبکیه استفاده کرد. این تراشه در آینده می‌تواند همکاری بهتر میان ایمپلنت‌های شبکیه و بدن انسان را تسهیل کند.

این تراشه انعطاف‌پذیر است و کاملا از مواد آلی غیرسمی ساخته شده و با استفاده از یون‌ها که اتم‌ یا مولکول‌های باردار هستند، کار می‌کند. در نتیجه، می‌توان آن را در سیستم‌های زیستی بسیار موثرتر نسبت به اجزای نیمه‌رسانای سنتی مبتنی بر سیلیکون که انعطاف‌پذیر نیستند و محدود به عملیات الکترونی هستند، ادغام کرد.

سانتورو افزود: سلول‌های بدن ما به طور خاص از یون‌ها برای کنترل فرآیندهای خاص و تبادل اطلاعات استفاده می‌کنند.

گروه سانتورو با پیشبرد این تحقیقات اکنون در حال کار بر روی روش‌های جایگزین برای تراشه‌های بیوالکترونیک برای برقراری ارتباط با بافت انسان، به‌ویژه سلول‌های سیستم عصبی هستند.

پلیمرهای زیستی که این گروه برای ایجاد شبکیه مصنوعی استفاده کردند به طور خاص برای این کاربرد مناسب هستند زیرا این توانایی را دارند که نه تنها سازماندهی سه بعدی سلول‌های عصبی را شبیه‌سازی کنند بلکه عملکردهای آنها مانند پردازش و ذخیره اطلاعات را نیز تقلید می‌کنند.

کمک به عملکرد اندام

سانتورو و همکارانش اکنون امیدوارند که روزی دانشمندان بتوانند به طور فعال مدارهای ارتباطی سلول‌های انسانی را دستکاری کنند تا با استفاده از تراشه‌های زیستی، اثرات مختلفی ایجاد کنند.

 برای مثال، سانتورو با ایجاد رابطی بین اندام‌ها و مفاصل مصنوعی یا رفع نقص در پردازش و انتقال اطلاعاتی که در اختلالات عصبی مانند پارکینسون یا بیماری آلزایمر به وجود می‌آیند، به ارگان‌هایی که دیگر به درستی کار نمی‌کنند، کمک می‌کند.

علاوه بر این، تراشه‌ها ممکن است امکان توسعه برنامه‌های رایانه‌ای را فراهم کنند که هر جنبه‌ای از عملکرد مغز انسان را شبیه‌سازی می‌کنند. محققان در حال حاضر برنامه‌هایی برای استفاده از تراشه‌های زیستی جدید به عنوان سخت افزار برای شبکه‌های عصبی مصنوعی دارند.

برنامه‌های هوش مصنوعی در حال حاضر بر روی پردازنده‌های سنتی کار می‌کنند که قادر به تغییر تکریب ساختاری خود نیستند. این نقص را می‌توان با نورون‌های مصنوعی که در آن‌ها زیست‌تراشه به کار برده شده است، برطرف کرد.

این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.

انتهای پیام