仿生芯片可再现生物神经元行为

本报北京12月3日电(记者张)英国《自然通讯》杂志3日发表了一项最新突破，英国科学家报道了一种能够复制生物神经元电行为的新型硅片。科学家们希望通过他们的方法开发仿生芯片来修复神经系统中由于疾病而出现故障的生物回路。

科学家花了数年时间制作更像生物神经元的芯片模型。然而，在现代硅片上模拟自然结构仍然存在一些缺陷。因为尽管芯片在处理某些计算任务时可能比任何人都快数百万倍，但一旦神经元芯片的反应活动接近真正的生物神经元，最终的执行效果可能会差到一英里。

这一次，巴斯大学的研究员艾伦·格里特(Alan Gerrit)和他的同事们设计了一种模拟离子通道的微电路，它可以整合原始神经刺激，并以类似于生物神经元的方式做出反应。之后，研究小组在硅片上复制了单个海马神经元和呼吸神经元的活动。通过60个电刺激方案，他们发现固态神经元产生的电反应几乎与生物神经元相同。

研究人员称，呼吸神经元(比如他们模拟的神经元)结合了呼吸节律和心脏节律，并对呼吸性窦性心律不齐负责。由于年龄或疾病而失去这种耦合是睡眠呼吸暂停和心力衰竭的预后。他们认为，一种适应生物反馈的设备，如呼吸神经元，可能在未来提供一种潜在的治疗方法。