Sztuczne neurony pomocne w modelowaniu chorób neurologicznych
Choć terapie pewnych zaburzeń neurologicznych są w pełni skuteczne, wciąż nie ma sposobu leczenia szeregu innych upośledzeń. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest brak niezrozumienia mechanizmów neurologicznych odpowiadających za daną niepełnosprawność. Złożoność układu nerwowego utrudnia wyjaśnienie zachodzących w nim interakcji, dlatego niezbędne są nowatorskie rozwiązania technologiczne. W odpowiedzi na to zapotrzebowanie badacze uczestniczący w finansowanym przez UE projekcie "Organic electronic artificial neurons" (OEAN) postanowili stworzyć urządzenie, które pod względem chemiczno-elektrycznym działałoby podobnie do neuronu. Podłączenie tego urządzenia do sprzętu elektronicznego umożliwiłoby badaczom prowadzenie elektronicznej obserwacji sygnalizacji neuronowej, czyniąc sztuczny neuron kluczem do badania neuronowych szlaków sygnalizowania. Aby skonstruować funkcjonalny sztuczny neuron, naukowcy połączyli technologię bioczujników ze sterowaną elektronicznie podażą substancji. Zamiast korzystać z dostępnych na rynku czujników, partnerzy projektu OEAN zastosowali polimery ze zdolnością przewodzenia prądu elektrycznego do produkcji czujnika tranzystorowego do wykrywania neuroprzekaźnika pobudzającego, glutaminianu. Ponieważ glutaminian nie jest czynny elektrochemicznie, naukowcy wykorzystali enzym w celu rozłożenia go na nadtlenek wodoru, związek dający się rutynowo wykryć przy użyciu czujnika platynowego. Innowacyjność rozwiązania opracowanego przez badaczy z zespołu OEAN polegała na tym, że zastosowali oni nanocząsteczki platynowe do wygenerowania czujników nadtlenku wodoru i tranzystorów elektrochemicznych w celu wzmocnienia sygnału. Stworzone w efekcie urządzenie wykazało wysoką czułość na glutaminian w zakresie mikromolarnym. Naukowcy z powodzeniem wytworzyli te urządzenia metodą wydruku strumieniowego, co według oczekiwań przyspieszy produkcję i obniży jej koszty. Urządzenie OEAN łączy w sobie właściwości elektryczne polimeru przewodzącego z właściwościami katalitycznymi nanocząsteczek platyny. Ponadto w elemencie podażowym można umieścić ładunek w postaci różnych substancji chemicznych, poszerzając jego zastosowanie o inne funkcje, np. monitorowanie innych cząstek, takich jak poziomy glukozy we krwi. Dzięki temu nowa technologia jest obiecującym kandydatem do zastosowania w rozwiązaniach biometrycznych nowej generacji.
