Νευρωνικά τσιπάκια για τη θεραπεία της νόσου Αλτσχάιμερ
Η νόσος Αλτσχάιμερ είναι μια σοβαρή νευροεκφυλιστική πάθηση του κεντρικού νευρικού συστήματος που οφείλεται στην καταστροφή των νευρώνων και στην προοδευτική ατροφία των εγκεφαλικών δομών.
Συνήθως η νόσος εκδηλώνεται στην τρίτη ηλικία με συμπτώματα «άνοιας», δηλαδή εξασθένησης βασικών νοητικών λειτουργιών (διαταραχές της μνήμης, του λόγου και με ψυχικές αλλοιώσεις των συναισθηματικών λειτουργιών).
Μέχρι σήμερα δεν υπάρχει φαρμακολογική ή άλλη θεραπεία ικανή να αναστρέψει τις ιστολογικές αλλοιώσεις, τον εγκεφαλικό εκφυλισμό και να αποκαταστήσει τις νοητικές απώλειες. Πρόσφατες έρευνες έδειξαν ότι τα επόμενα χρόνια ενδέχεται να γίνει εφικτή η αντικατάσταση κάποιων νευραλγικής σημασίας εγκεφαλικών κυκλωμάτων, που έχουν καταστραφεί από τη νόσο Αλτσχάιμερ, από μικροτσίπ τεχνητών νευρώνων.
Σαν ένα είδος «μπαϊπάς» για την αποκατάσταση της δομικής συνέχειας και της επικοινωνίας του νευρικού δικτύου που έχει διακοπεί λόγω της νευροεκφυλιστικής νόσου, αυτά τα νευρωνικά τσιπάκια θα μπορούσαν, στο μέλλον, να λειτουργήσουν ως τεχνητές γέφυρες επικοινωνίας μεταξύ των εγκεφαλικών δομών που έχουν απομείνει άθικτες.
Πάντως, ο Alain Nogaret στο Πανεπιστήμιο του Bath, η Elisa Donati και ο Giacomo Indiveri στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης, καθώς και άλλοι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Bristol, ανακοίνωσαν ότι έχουν ήδη αρχίσει να δοκιμάζουν τα νευρωνικά τσιπάκια σε καλλιέργειες βιολογικών νευρώνων, ενώ ετοιμάζονται να τα εφαρμόσουν και σε πειραματόζωα (ποντικούς). Στα πειραματόζωα αυτά τα τσιπάκια θα τοποθετηθούν στον κατεστραμμένο ιππόκαμπο, την περιοχή του εγκεφάλου που είναι γνωστό ότι παίζει αποφασιστικό ρόλο στη δημιουργία της πρόσκαιρης μνήμης και η οποία πλήττεται σοβαρά από τη νόσο Αλτσχάιμερ.
Το επόμενο ερευνητικό βήμα θα είναι, λοιπόν, να διαπιστωθεί το πώς ακριβώς αυτοί οι τεχνητοί νευρώνες μπορούν να αντικαταστήσουν τους βιολογικούς νευρώνες που έχουν καταστραφεί από τη νόσο και οι οποίοι σχετίζονται άμεσα με τη μνήμη, αν δηλαδή μπορούν να βελτιώσουν τις απώλειες μνήμης των πειραματόζωων λόγω της νόσου Αλτσχάιμερ.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η λειτουργία αυτών των μικροτσίπ δεν είναι ασυνεχής και ψηφιακή, αλλά αναλογική, όπως ακριβώς και η λειτουργία των νευρώνων του εγκεφάλου μας. Αυτό επιτρέπει στους τεχνητούς νευρώνες να επικοινωνούν εύκολα με τους βιολογικούς νευρώνες επειδή μιλάνε την ίδια γλώσσα, δηλαδή μπορούν να ανταλλάσσουν μεταξύ τους ηλεκτρικά σήματα.
Επιπλέον, αυτοί οι τεχνητοί νευρώνες χρειάζονται ελάχιστη ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν, μόλις 140 Νανοβάτ (nW), δηλαδή για τη λειτουργία τους απαιτείται το ένα εκατομμυριοστό των ενεργειακών αναγκών της λειτουργίας ενός συνήθους μικροεπεξεργαστή. Ενα πρόσφατο και πολύ εντυπωσιακό τεχνολογικό επίτευγμα, που επιτρέπει σε αυτά τα μικροτσίπ να χρησιμοποιούν για τη λειτουργίας τους τις ελάχιστες αλλαγές ηλεκτρικής ισχύος που παράγονται από τους βιολογικούς νευρώνες, δηλαδή να είναι αυτάρκεις και να μη χρειάζονται άλλες πηγές ενέργειας.
Δεδομένης της ταχύτητας των εξελίξεων σε αυτόν τον τομέα έρευνας, τα πρώτα μικροτσίπ τεχνητών νευρώνων για εγκατάσταση σε ανθρώπινους εγκεφάλους προβλέπεται ότι θα είναι έτοιμα τα επόμενα 5 ή 10 χρόνια, όπως υποστηρίζει ο καθηγητής Βιοπληροφορικής Gloude Kanah και πρωτοπόρος ερευνητής σε αυτόν τον τομέα έρευνας.
Το βέβαιο είναι ότι στο απώτερο μέλλον η ανάπτυξη των σημερινών βιονικών και βιοπληροφορικών τεχνολογιών δεν θα περιοριστεί μόνο στην αποκατάσταση των εγκεφαλικών δυσλειτουργιών από την παρουσία της νόσου Αλτσχάιμερ, αλλά θα επεκταθεί και στη θεραπεία πολλών άλλων νευροεκφυλιστικών παθήσεων.
