Mida sa ette kujutad, kui unustad mõiste "tehisneuronid"? Kindlasti on midagi sellist nagu mantliga juhtmeid, mida regulaarselt näidatakse ulmefilmides. Elus näeb kõik siiski välja teisiti. Kuigi, tõsi, see pole sugugi vähem futuristlik ja huvitav. Näiteks leiutas rahvusvaheline teadlaste meeskond hiljuti ränilaastudel tehisneuroneid, mis käituvad nagu päris. See on esimene omalaadne seade. Mis pealegi sobib inimese siirdamiseks.
Miks on kunstlikke neuroneid vaja?
Suurbritannia Bathi ülikooli veebisaidi andmetel on uued tehisneuronid suurepärased selliste krooniliste haiguste nagu südamepuudulikkus, Alzheimeri tõbi ja muude närvikiudude degeneratsiooniga seotud probleemide raviks. On kriitiliselt oluline, et tehislikud neuronid mitte ainult ei käituks samamoodi nagu bioloogilised neuronid, vaid ei vajaks ka praktiliselt toiteallikat (sisseehitatud aku "kestab kogu elu"), mis muudab need ideaalseks kasutamiseks meditsiiniliste implantaatide ja muude bioelektriliste osade jaoks seadmed.
Uurimisrühm, mida juhib Bathi ülikool ja kuhu kuuluvad Bristoli, Zürichi ja Aucklandi ülikoolide teadlased, väidab, et tehisnärvid reageerivad närvisüsteemi elektrilistele signaalidele nagu päris, mida paljud on püüdnud aastakümnete jooksul saavutada.
Samuti annavad eksperdid näite tehnoloogia kasutamisest. Näiteks südamepuudulikkuse korral ei reageeri aju aluses olevad neuronid korralikult närvisüsteemi signaalidele ja nad ei saada omakorda õigeid signaale südamele, mis ei tööta nii, nagu peaks. "Katkiste" neuronite asendamine kunstlikega lahendab selle probleemi.
Üks peamisi disaini väljakutseid oli neuronite mittelineaarne reageerimine. Neuronite reageeringud võivad olla ettearvamatud: kui saadetav signaal on väga tugev, pole reaktsioon üldse vajalik. Neil mittelineaarsetel vastustel põhinevad matemaatilised arvutused ja hoolikas modelleerimine on võimaldanud luua kunstlikke neuroneid, mis reageerivad stiimulitele samamoodi nagu terved elavad kuded.
Reklaamvideo:
Pärast matemaatilistest mudelitest mustrite tuletamist töötasid teadlased välja ränilaastud, mis reprodutseerivad ustavalt bioloogilisi ioonkanaleid (üks peamisi komponente, mis tagavad neuronite juhtivfunktsiooni), enne kui tõestati, et nende "räni neuronid" jäljendasid täpselt, kuidas päris need töötavad.
Selliste neuronite loomine viitab sellele, et nüüd on keha mitmesuguste funktsioonide taastamiseks võimalik vanad või juba surnud rajad ja rakud nende abiga asendada. Eriti on uus leiutis kasulik Alzheimeri tõbe põdevate ja teiste sarnaste haigusseisunditega patsientide jaoks.
Vladimir Kuznetsov
