科学家构建了活体“神经机器人”,可以发展自己的神经网络

注入神经前体细胞的自供电、完全生物结构揭示了神经系统令人惊讶的灵活性。《科学家构建活的“神经机器人”,它们可以生长自己的神经网络》一文首先出现在《高级科学新闻》上。

来源:Advanced Science News

“适应或死亡”的概念是达尔文进化论的基本原则。这种适应称为可塑性,是指生物体响应环境变化而改变其物理外观或表型的能力。更具体地说,神经可塑性是指神经系统响应变化(包括感觉输入或身体损伤)而在结构和功能上发生变化的能力。

这种类型的适应或进化通常会持续数年或数百万年,但在非标准身体的短暂发育阶段,神经可塑性的限制是什么?例如,将眼睛植入非洲爪蟾蝌蚪的尾部,使蝌蚪具有光感,尽管这些“眼睛”并不是通过进化形成的。如果能做到这一点,还有什么可能呢?

为了回答这个问题,需要一种新颖的生物系统。

塔夫茨大学和哈佛大学的研究人员创造了微型活体“神经机器人”,它们可以培养自己的脑细胞并利用它们来移动,从而深入了解神经系统在新环境中如何运作。

构建新颖的生物形式

传统上,二维神经元细胞培养模型用于了解神经发育和疾病机制。然而,此类模型无法反映神经回路的复杂性和细胞类型的多样性,使得神经发育研究具有挑战性。这导致了 3D 大脑类器官的发展,它可以自组织成具有基本学习能力的神经回路。

虽然大脑类器官可以帮助研究神经可塑性和神经精神疾病,但它们不能运动,无法执行简单的任务,这限制了它们对人类大脑的代表性。

最近的一项进展是生物混合机器人——将肌肉和神经元等生物材料与合成材料相结合。这些机器人在生物技术中有应用,但并不完全是生物的,也不能自组装。

自组织神经网络