合成神经元项目为疾病治疗、进一步大脑研究提供平台

合成神经元项目为疾病治疗、进一步大脑研究提供平台
轴突相连的自然神经元网络。普渡大学的一个研究项目正在采用工程方法来构建合成神经元。图源:普渡大学/袁崇礼

身体可以从很多事情中恢复,但帕金森氏症造成的损害不在其中。

目前还没有治愈帕金森症的方法,预计到2020年,美国将有100万人患有帕金森症。

但彻底治愈并不是普渡大学(Purdue University)化学工程教授、普渡大学一个研究合成神经元细胞可能性的多学科团队负责人袁崇礼(Chongli Yuan)研究的主要目标。

“如果我们可以替换这些神经元的一部分,那么我们在未来的疾病治疗中就有了无限的可能性,”袁说。

当神经元死亡或受损时,就会发生帕金森氏症化学物质多巴胺。较少的多巴胺会导致运动问题

“当神经元死亡或像这样受损时,大脑必须清除受损的神经元,一旦它们消失了,它们就消失了,”袁说。“这就是为什么神经创伤疾病没有有效的治疗方法。

“但制造一种合成神经元基本上可以解决任何需要替换大脑或神经系统中神经元的问题。”

袁和她的团队获得了美国国家科学基金会10大创意挑战赛400万美元奖金的一部分。这项研究是密歇根大学、斯坦福大学、约翰霍普金斯大学、罗切斯特理工学院、贝勒大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员共同参与的一个为期四年的项目的一部分。

该团队的计划是将神经元划分为基本的构建块,并通过加入蛋白质和脂类等无生命物质来构建每个构建块。然后,构建块被组装成能够执行部分神经元或神经元网络功能的功能亚单元。

“这个项目是关于使用自下而上的方法来制造一个合成神经元,”袁说。“我们将收集生物学家和神经科学家在理解大脑和神经元如何工作方面所产生的所有信息,我们将使用工程方法来构建它。”

一旦一个具有所有基本功能的最小神经元被构建出来,该项目将专注于通过重建细胞间交流的能力来处理信息。

袁说,该团队将致力于让邻近的合成神经元细胞以积极和消极的信号进行交流。如果实现了这一点,目标就是有一个对信息处理至关重要的工作二进制响应。

这个研究小组致力于在通过有一个工作的基本神经元单元来合成细胞,它将提供一个平台来不断添加组件,以便最终了解大脑是如何工作的。

“我们认为这项工作将是具有挑战性的,因为每当你试图模仿大自然的东西时,大自然有数百万年的时间来完成它最好的工作。我们只有四年的时间。”


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所提供的普渡大学
引用:合成神经元项目为疾病治疗提供平台,进一步的大脑研究(2020年,1月10日)检索于2022年10月10日//www.puressens.com/news/2020-01-synthetic-neurons-platform-disease-treatment.html
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