Haberler

Yenilikçi sistem nörolojik araştırmalarda biyolojik-yapay etkileşimleri geliştirir

Yeni nesil nöromorfik tabanlı nöroprotezlerin geliştirilmesi için canlı ve yapay hücreler arasında biyohibrit deneylerinin yapılması gerekmektedir. Bu hedefe yönelik olarak Fransa, Japonya ve İtalya’dan ekipler sinirbilimde kapalı döngü etkileşimlerini incelemek için yeni bir araç geliştirdi.

Şu anda, nörolojik bozukluklara yönelik farmakolojik tedaviler sınırlı kalıyor ve bu da elektrosötik gibi umut verici alternatif yaklaşımların araştırılmasına yol açıyor. Biyoelektronik ve nöromorfik mühendislik alanındaki son araştırmalar, beyin onarımı için yeni nesil nöroprotezlerin geliştirilmesini kolaylaştırdı. Ancak bunların tam potansiyelini gerçekleştirmek, biyohibrit etkileşimlerinin daha derinlemesine anlaşılmasını gerektirir.

‘da yayınlanan bir makalede Doğa İletişimiile yazarlar, canlı sistemleri gerçek zamanlı olarak taklit etmek için biyohibrit deneylerinin gerçekleştirilmesine olanak tanıyan düşük maliyetli, yerleşik, esnek ve gerçek zamanlı bir biyomimetik araç olan BioemuS’u tanıtıyor. Bu yeni sistem, biyofiziksel olarak ayrıntılı sinir ağı dinamiklerinin araştırılmasını ve çoğaltılmasını basitleştirirken maliyet verimliliğine, esnekliğe ve kullanım kolaylığına öncelik veriyor.

Çalışmanın baş yazarı Romain Beaubois, “Standart biyofiziksel arayüzler ve çeşitli biyolojik hücrelerin yanı sıra çeşitli ağ konfigürasyonlarının gerçek zamanlı emülasyonunu kullanarak biyohibrit deneyleri yürütmenin fizibilitesini sergiliyoruz” diyor.

Bu gömülü sistem, kapalı devre uygulamalar için gerçek zamanlı, uygun maliyetli ve kullanıcı dostu bir çözüm sunarak mevcut yüksek performanslı alternatiflerde yaygın olan erişilebilirlik zorluklarını ortadan kaldırır.

Deneysel kurulumlara entegrasyonu pahalı ve zor olabilecek sunucu tabanlı altyapılardan veya karmaşık sistemlerden farklı olarak bu yeni çözüm, basitliği ve erişilebilirliği ön planda tutuyor. Özellikle, GPU ile hızlandırılmış hesaplamaya rağmen, yazılım alternatifleri bile kapalı döngü uygulamalar için gerekli olan düşük gecikme sürelerine ulaşmakta sıklıkla zorluk çekiyor.

“Sistemimizi, biyoelektrik terapötikler için nöromorfik tabanlı nöroprotezlerin geliştirilmesine yönelik önemli bir adım olarak görüyoruz ve biyolojik ağlarla karşılaştırılabilir bir zaman ölçeğinde kesintisiz iletişim sağlıyor. BiœmuS’un yerleşik gerçek zamanlı işlevselliği, pratikliği ve erişilebilirliği artırarak gerçek potansiyelini güçlendiriyor. -biyohibrit deneylerinde dünya uygulamaları” diye açıklıyor çalışmanın kıdemli ve sorumlu yazarı Timothee Levi.

Makalenin kıdemli yazarı Yoshiho Ikeuchi, “Sistem, disiplinler arası işbirliği çabalarımız sayesinde dönüm noktası niteliğinde bir başarıdır” diyor.

“Son birkaç yıldır işbirliği yapıyor ve fikir alışverişinde bulunuyoruz. Yakın zamanda başka bir ortak makale yayınladık. Doğa İletişimiBurada iki serebral organoit arasındaki bağlantının onların aktivitelerini ve karmaşıklığını arttırdığını bildirmiştik. Bu ilerlemeleri paylaşarak ve bunları bilim camiasıyla etkili bir şekilde ileterek daha iyi nöron karakterizasyonu ve işlevselleştirme sistemleri oluşturmayı umuyoruz.”

Bu araştırma, multidisipliner projelerin ve uluslararası işbirliğinin önemini vurgulamaktadır. Bordeaux Üniversitesi ve CNRS’den Dr. Beaubois ve Prof. Levi, IMS ve LIMMS laboratuvarı aracılığıyla biyolojik dinamikleri taklit etmek için bu gerçek zamanlı aracı geliştirdi.

Araç daha sonra Tokyo Üniversitesi Endüstriyel Bilimler Enstitüsü’nden Prof. Ikeuchi ile işbirliği içinde in vitro organoidleri hedef alan biyohibrit deneylerde kullanıldı ve Genova Üniversitesi DIBRIS’ten Prof. Chiappalone ile işbirliği içinde in vivo kemirgen deneylerine uygulandı.



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-06-biological-artificial-interactions-neurological.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu