Американские исследователи разработали масштабируемую и недорогую платформу с гибкими настройками для интерфейса с живыми нейронами и их сетями в клеточной культуре и обработки полученных данных. В ее основе лежат фотолитография, стандартные электрофизиологические терминалы, аппаратное обеспечение с открытой конфигурацией и программное обеспечение с открытым кодом.

Отчет о работе опубликован в журнале Advanced Science.

Изучение архитектуры и работы нейрональных сетей основывается на регистрации испускаемых ими электрических импульсов. Электрофизиологические исследования мозга живых организмов играют фундаментальную роль в нейронауках, но их детальная интерпретация затруднена из-за сложности устройства нервной системы. Культуры живых нейронов in vitro позволяют изучать их взаимодействия на разных уровнях — одиночных клетках, небольших сетях, более сложных образцах ткани и органоидах.

С другой стороны, создание искусственных систем из организованных популяций нейронов с заданными свойствами, геометрией и возможностью ввода-вывода через электронные платформы представляет интерес в плане разработки биологических процессоров и основанных на них вычислительных систем. Ключевое значение для подобных интерфейсов имеют биосовместимые микроэлектродные матрицы (microelectrode array, MEA) — сложные и дорогостоящие устройства, позволяющие одновременно регистрировать электрические сигналы от разных нейронов.

Сотрудники Университетов Иллинойса в Урбане-Шампейне и Индианы в Блумингтоне под руководством Маттиа Газзолы (Mattia Gazzola) поставили перед собой задачу создать универсальную и доступную платформу для экспериментов с живыми нейронными сетями in vitro.