Una foto de 2017 de Alberto Salleo, profesor asociado de ciencia e ingenier\u00eda de materiales, y el estudiante graduado Scott Keene caracterizando las propiedades electroqu\u00edmicas de un dise\u00f1o de sinapsis artificial anterior. Su \u00faltima sinapsis artificial es un dispositivo bioh\u00edbrido que se integra con c\u00e9lulas vivas. Cr\u00e9dito: LA Cicero <\/p>\n
En 2017, investigadores de la Universidad de Stanford presentaron un nuevo dispositivo que imita el proceso de aprendizaje neuronal eficiente y de baja energ\u00eda del cerebro. Era una versi\u00f3n artificial de una sinapsis, la brecha a trav\u00e9s de la cual viajan los neurotransmisores para comunicarse entre neuronas hechas de materiales org\u00e1nicos. En 2019, los investigadores ensamblaron nueve de sus sinapsis artificiales en una matriz, lo que demostr\u00f3 que pod\u00edan programarse simult\u00e1neamente para imitar el funcionamiento paralelo del cerebro. <\/p>\n
Ahora, en un art\u00edculo publicado el 15 de junio en Nature Materials, probaron la primera versi\u00f3n bioh\u00edbrida de su sinapsis artificial y demostraron que puede comunicarse con c\u00e9lulas vivas. Las tecnolog\u00edas futuras derivadas de este dispositivo podr\u00edan funcionar respondiendo directamente a las se\u00f1ales qu\u00edmicas del cerebro. La investigaci\u00f3n se realiz\u00f3 en colaboraci\u00f3n con investigadores del Istituto Italiano di Tecnologia (Instituto Italiano de Tecnolog\u00eda IIT) en Italia y de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Eindhoven (Pa\u00edses Bajos).<\/p>\n
\u00abEste documento realmente destaca la fuerza \u00fanica de los materiales que usamos para poder interactuar con la materia viva\u00bb, dijo Alberto Salleo, profesor de ciencia e ingenier\u00eda de materiales en Stanford y coautor principal del art\u00edculo. \u00abLas c\u00e9lulas est\u00e1n felices sentadas en el pol\u00edmero suave. Pero la compatibilidad es m\u00e1s profunda: estos materiales funcionan con las mismas mol\u00e9culas que las neuronas usan naturalmente\u00bb.<\/p>\n
Mientras que otros dispositivos integrados en el cerebro requieren una se\u00f1al el\u00e9ctrica para detectar y procesar los mensajes del cerebro, las comunicaciones entre este dispositivo y las c\u00e9lulas vivas se producen a trav\u00e9s de la electroqu\u00edmica, como si el material fuera una neurona m\u00e1s que recibe mensajes de su vecina.<\/p>\n
C\u00f3mo aprenden las neuronas<\/p>\n
La sinapsis artificial bioh\u00edbrida consiste de dos electrodos de pol\u00edmero suave, separados por una zanja llena de soluci\u00f3n de electrolitos que desempe\u00f1a el papel de la hendidura sin\u00e1ptica que separa las neuronas comunicantes en el cerebro. Cuando se colocan c\u00e9lulas vivas sobre un electrodo, los neurotransmisores que liberan esas c\u00e9lulas pueden reaccionar con ese electrodo para producir iones. Esos iones viajan a trav\u00e9s de la zanja hasta el segundo electrodo y modulan el estado conductivo de este electrodo. Parte de ese cambio se conserva, simulando el proceso de aprendizaje que ocurre en la naturaleza.<\/p>\n
\u00abEn una sinapsis biol\u00f3gica, esencialmente todo est\u00e1 controlado por interacciones qu\u00edmicas en la uni\u00f3n sin\u00e1ptica. Cada vez que las c\u00e9lulas se comunican entre s\u00ed, estamos usando la qu\u00edmica\u00bb, dijo Scott Keene, estudiante de posgrado en Stanford y coautor principal del art\u00edculo. \u00abPoder interactuar con la qu\u00edmica natural del cerebro le da al dispositivo una utilidad adicional\u00bb.<\/p>\n
Este proceso imita el mismo tipo de aprendizaje que se observa en las sinapsis biol\u00f3gicas, que es altamente eficiente en t\u00e9rminos de energ\u00eda porque la computaci\u00f3n y el almacenamiento de memoria suceder en una sola acci\u00f3n. En los sistemas inform\u00e1ticos m\u00e1s tradicionales, los datos se procesan primero y luego se trasladan al almacenamiento.<\/p>\n
Para probar su dispositivo, los investigadores utilizaron c\u00e9lulas neuroendocrinas de rata que liberan el neurotransmisor dopamina. Antes de realizar su experimento, no estaban seguros de c\u00f3mo la dopamina interactuar\u00eda con su material, pero vieron un cambio permanente en el estado de su dispositivo en la primera reacci\u00f3n.<\/p>\n
\u00abSab\u00edamos que la reacci\u00f3n es irreversible, por lo que tiene sentido que cause un cambio permanente en el estado conductivo del dispositivo\u00bb, dijo Keene. \u00abPero era dif\u00edcil saber si lograr\u00edamos el resultado que predijimos en el papel hasta que lo vimos en el laboratorio. Fue entonces cuando nos dimos cuenta del potencial que esto tiene para emular el proceso de aprendizaje a largo plazo de una sinapsis\u00bb. <\/p>\n
Un primer paso<\/p>\n
Este dise\u00f1o bioh\u00edbrido se encuentra en etapas tan tempranas que el enfoque principal de la investigaci\u00f3n actual fue simplemente hacer que funcione.<\/p>\n
\u00abEs un demostraci\u00f3n de que esta comunicaci\u00f3n que fusiona la qu\u00edmica y la electricidad es posible\u00bb, dijo Salleo. \u00abSe podr\u00eda decir que es un primer paso hacia una interfaz cerebro-m\u00e1quina, pero es un primer paso muy, muy peque\u00f1o\u00bb.<\/p>\n
Ahora que los investigadores han probado con \u00e9xito su dise\u00f1o, est\u00e1n descubriendo los mejores caminos para futuras investigaciones, que podr\u00edan incluir trabajos en computadoras inspiradas en el cerebro, interfaces cerebro-m\u00e1quina, dispositivos m\u00e9dicos o nuevas herramientas de investigaci\u00f3n para la neurociencia. Ya est\u00e1n trabajando en c\u00f3mo hacer que el dispositivo funcione mejor en entornos biol\u00f3gicos m\u00e1s complejos que contienen diferentes tipos de c\u00e9lulas y neurotransmisores. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Sinapsis artificial r\u00e1pida, eficiente y duradera desarrollada M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Una sinapsis bioh\u00edbrida con plasticidad mediada por neurotransmisores, Nature Materials (2020). DOI: 10.1038\/s41563-020-0703-y, www.nature.com\/articles\/s41563-020-0703-y Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature Materials <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de Stanford Cita<\/strong>: Investigadores desarrollan sinapsis artificial que funciona con c\u00e9lulas vivas (15 de junio de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2020-06-artificial-synapse-cells.html Este documento es sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Una foto de 2017 de Alberto Salleo, profesor asociado de ciencia e ingenier\u00eda de materiales, y el estudiante graduado Scott Keene caracterizando las propiedades electroqu\u00edmicas de un dise\u00f1o de sinapsis artificial anterior. Su \u00faltima sinapsis artificial es un dispositivo bioh\u00edbrido que se integra con c\u00e9lulas vivas. Cr\u00e9dito: LA Cicero En 2017, investigadores de la Universidad … Continuar leyendo \u00abInvestigadores desarrollan sinapsis artificial que funciona con c\u00e9lulas vivas\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-29558","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/29558","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=29558"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/29558\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=29558"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=29558"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=29558"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}