Дослідники розповіли про нову розробку, яка дозволяє з високою точністю передавати інформацію за допомогою світлових сигналів замість електронних портів.
Міжнародна група дослідників розробила нейропротез, який використовує світло як основний засіб зв'язку з організмом. Він суттєво відрізняє його від аналогічних пристроїв, що використовуються для зв'язку з нейронами, які базуються на електричних портах. Використана при його розробці методика називається оптогенетикою і забезпечує більший контроль фокусування, ніж будь-який з існуючих протезів.
«Досягнення в галузі оптогенетичних технологій дозволили нам точно націлити нейрони в дуже маленькій, локальній галузі нашої біологічної нейронної мережі», пояснив інженер Тімоті Леві з Токійського університету.
Оптогенетика також включає в себе модифікацію біологічних нейронів. У лабораторних умовах дослідники генетично запрограмували живу мережу нейронів на виробництво світлочутливих білків від трьох до чотирьох тижнів. Вони були виділені з водоростей, які запускають реакцію у відповідь на вплив синього світла.
Штучну нейронну мережу вчені також задіяли в проекті, але вже для створення двійкових ритмів синього світла, націлених на область 0,8 на 0,8 міліметра в межах великої біологічної мережі. Біологічні нейрони реагували через зміни свого власного ритму як локально, так і по всій мережі. Їх реакція була зафіксована за допомогою кальцієвої візуалізації та електродних датчиків
"Ключем до нашого успіху було розуміння того, що ритми штучних нейронів повинні відповідати ритмам нейронів справжніх. Як тільки ми змогли це зробити, біологічна мережа змогла відповісти на "мелодії", послані штучною системою ", пояснив Леві.
Оскільки група електродів, яку дослідники використовували для визначення нервової відповіді, була в чотири рази більше, ніж стимульована область, дослідники відзначають, що результати можуть бути далекі від ідеальних.
Тим не менш, експерименти надали вченим важливу інформацію для створення ефективної нейропротезної комунікації. У своїй статті команда пояснює, що здатність націлюватися на локальні групи нейронів обіцяє більш високу передачу інформації для майбутніх пристроїв. Не виключено, що точність передачі сигналу можна буде відрегулювати навіть аж до рівня одного нейрона, що забезпечить ідеальну якість зображення.