これらの人工ニューロンは損傷した神経を置き換えることができる

神経系は、世界で最も洗練され、繊細で、最もよく設計された要素の 1 つです。その操作は信じられないほど高速かつ正確です。あなたの脳と神経は真の芸術作品のように機能します。したがって、神経系の問題は治療が非常に困難です。一度損傷を受けたニューロンの機能を完全に回復することはほぼ不可能です。そして、それらを再び成長させることも非常に困難な作業です。開発すべきことはまだたくさんありますが、この問題を完全に解決する発見に直面している可能性があります。もちろん、私たちは人工ニューロンについて話しています。私たちの体の最も複雑な組織の性質をほぼ完璧に模倣したデザインです。

これが人工ニューロンの仕組みです

天然ニューロンは 1 秒あたり 1 兆ビットを送信できます。それがどれほどの情報量であるか想像できますか?このような大量の情報をカバーできるようにするために、ニューロンは非常に複雑な伝達システムを使用します。これは、電気信号をトリガーする分子信号伝達で構成され、電気信号によって分子信号の継続が可能になります。このようにして、ニューロンは、最も親密な状態での化学的および物理的反応の驚異的な速度を利用します。スウェーデンの学際的なグループは、同じモデルをコピーすることにより、非常によく似た方法で機能する人工ニューロンの開発に成功しました。基本的に、それらはニューロンが持つのと同じシステムを使用して通信し、同様の方法で信号を転送し、同じ方法で信号を目的地に運ぶことができます。

ニューロンは、その先端の 1 つである樹状突起に到達する神経伝達物質によって「刺激」されます。そこから電位差が生じ、そこからもう一方の端である軸索まで伝わります。この電位差によりチャネルが開き、次のニューロンを刺激する神経伝達物質の放出が可能になります。このようにして、連鎖的に接続されたニューロンは、信じられないほど速く情報を伝達することができます。操作された人工ニューロンは基本的に同じことを行います。彼らは神経伝達物質（グルタミン酸やアセチルコリンなど）を検出し、電気感受性生体高分子のおかげで電気信号を送り（電位を変化させ）、目的地で新しい伝達物質を放出します。これらはニューロンと実質的に同じ数で機能するため、生理学的レベルではニューロンと非常によく似ていますが、その起源が人工的なものであるだけです。さらに、信号の「強度」を調節し、神経伝達物質と電気信号の量を調節することができます。つまり、信じられないほど効果的な方法で本物のニューロンを「生体模倣」する人工ニューロンについて話しているのです。

これからの長い道のり

これらの人工ニューロンの最も優れている点は、治療の可能性です。現在、怪我に起因する神経学的問題を解決する方法は、基本的に薬物療法または電気刺激で構成されています。投薬は完全に不正確であり、継続的な治療が必要です。電気刺激自体は効果的ですが、非常に不正確なシステムです。実際、それは少し粗雑です。このため、さまざまな神経病変に対する現在の治療法を改善するシステムが必要であり、これは非常に興味深いものです。人工ニューロンを使えば、欠陥のあるニューロンを「バイパス」することができます。このようにして、神経系の伝達欠陥を解決します。これは、さまざまな繊細な部品にマーキングを行う場合に特に重要です。また、萎縮した筋肉の制御を取り戻すのにも役立つ可能性があります。おそらく、今日のまだ大きすぎる人工ニューロンが、私たちの神経系のより重要なシステムの損傷した通信経路を置き換えることさえできるかもしれません。

しかし、これらの人工ニューロンは真の驚異であり、信じられないほど複雑ですが、まだ解決すべきことがたくさんあります。たとえば、人工ニューロンは伝達システムを生体模倣していますが、私たちの脳が変化する主な理由であるニューロンの可塑性が欠けています。さらに注目すべきは、そのサイズが依然として大きすぎるという事実です。結局のところ、それはプロトタイプです。研究チームのアイデアは、そのサイズを通常のニューロンのサイズまで縮小することです。たとえば脳内でテストするには、さらに小さくする必要があります。

一方で、その性質上容易に適応できるとはいえ、身体がこのタイプの「プロテーゼ」を拒否しないことを確認する必要があります。一般に、これらの人工ニューロンを手術室で見ることができるようになるまでには、まだ数年かかります。おそらく、すべてがうまくいけば、1年ほどで本物の組織を使った最初のテストが実施されることになるでしょう。先は長いので、急ぐ必要はありません。もちろん、目的地に至るまでの道は見応えがあります。