První stavební kámen na cestě k umělému mozku

Helena Vrecková  |  Věda

Syntetický mozek jako nemožná skutečnost? Brzy již ne. Vědci využili nanotechnologie a z uhlíkových nanotrubic sestavili nervový obvod.

Vědci již vytváří umělé náhrady končetin nebo pěstují v laboratořích vnitřní orgány. Avšak jeden orgán byl považován za natolik neprozkoumaný, že nebyla možnost jak jej uměle vytvořit (ačkoli to mnohé vědecké týmy zkoušely). Mozek.

Ani tato skutečnost však vědcům z univerzity v Los Angeles nezabránila, aby se o to pokusili. A byli úspěšní.

Uhlíkové nanotrubice v hlavě

Výzkumný tým profesorky Alice Parker a profesora Chongwu Zhou z univerzity v jižní Kalifornii dokázal z uhlíkových nanotrubic vytvořit syntetické synapse. Viz dokument se závěrečnou zprávou. Synapse vznikají spojením dvou neuronů a dochází díky nim k předávání vzruchů. Zajišťují také jednosměrný proud informace, ačkoli jsou nervové dráhy obousměrné.

Když si vědci vytyčili za cíl vytvořit syntetický mozek, řešili hned od počátku závažný problém. Jak sestavit okruh, který by fungoval stejně jako neurony a z nich tvořené synapse? Jak umožnit vznik celistvých struktur z těchto obvodů? A v tuto chvíli přicházejí na scénu nanotrubice.

Uhlíkové nanotrubice jsou podlouhlé molekulární uhlíkové struktury o průměru 1 až 100 nanometrů. Patří mezi nejpevnější vlákna, avšak kvůli vysokým výrobním nákladům se jejich použití zatím ještě nerozšířilo. Použití našly v elektronice, jako vodiče, neboť elektrony se v nanotrubicích mohou pohybovat díky minimálnímu odporu téměř volně.

Vědci zjistili, že uhlíkové nanotrubice podporují rozsah a propojení syntetických obvodů. Začali testovat navržený model tranzistoru z uhlíkových nanotrubic, který napodoboval funkci neuronových synapsí. Z testů vyplynulo, že uhlíkové nanotrubice jsou schopné vykonávat stejné funkce jako přirozené synapse.

Molekulární stavba nanotrubice. Foto: Wikipedie
Molekulární stavba nanotrubice. Zdroj: Wikipedia

Vědci věří, že probíhající výzkum bude mít velký vliv na pochopení lidské inteligence a na rozvoj tvorby neuronových protéz, které by umožňovaly léčit vážná poranění mozku. Další uplatnění by syntetický mozek našel ve vědeckých výzkumech, kdy není možné provádět testy na živé tkáni.

Stálé otazníky

Ačkoli vědci již dokázali vytvořit funkční synapse, jsou věci, se kterými si zatím stále neví rady. Nejožehavějším problémem je momentálně napodobení mozkové plasticity. Lidský mozek neustále produkuje nové neurony, vytváří nová spojení, která celý život přizpůsobuje. Pro vědce je umělé vytvoření těchto procesů zatím nezdolatelný úkol.

Kam až se dá však v tomto směru zajít? V hlavě nám budou neurony spojovat uhlíkové nanotrubice, abychom mohli používat protézy, které budou výkonnější než naše původní ruce (podívejte se na zajímavý článek). V hrudi bude bít pumpička místo srdce a v laboratoři vypěstované plíce nám budou okysličovat tělo za přispění umělých krvinek. Nakolik budeme v tu chvíli ještě lidskými bytostmi?

O výzkumu informoval také web Science Daily.

Nejčtenější