11.04.2019

Квантовый скачок: дополнительная память для мозга

Ученые разработали новый квантовый материал, который может предупредить о развитии неврологических заболеваний. Другими словами, создан материал, который способен понимать язык мозга и переводить его на «человеческий».

Что, если бы мозг мог сам распознавать свои болезни и оповещать об этом человека? Именно таким вопросом задалась группа ученых из университета Пердью и Аргоннской национальной лаборатории, взявшись за разработку материала, который был бы чувствительным к ранним признакам неврологических заболеваний.

«Лингва франка» выступили ионные токи, которые помогают мозгу посылать сигналы организму. Посредством таких ионов можно определить концентрацию молекул, которые служат индикатором здоровья мозга.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, его авторы продемонстрировали квантовый материал, обладающий электронными свойствами и, одновременно, гораздо более чувствительный по сравнению со всеми материалами, используемыми в электронике (такими как кремний, например).

«Задача состоит в том, чтобы преодолеть разрыв между тем, как «думает» электроника, и тем, как думает мозг, с помощью ионов. Этот материал помог нам найти потенциальный мост», – сообщил Хай-Тян Чжан, один из авторов исследования.

Ученые прогнозируют, что новый материал сможет не только предупреждать о развитии болезней, но и «загружать» мозг. «Представьте, что вы помещаете в мозг электронное устройство,  которое собирает всю информацию. И когда мозг начинает работать хуже, устройство берет на себя выполнение его естественных функций», – рассказал Шрирам Раманатан, профессор материаловедения из Пердью, лаборатория которого специализируется на разработке технологий для мозга.

Специалисты считают, что этот материал – потенциальная возможность создания вычислительного устройства, которое будет хранить и передавать память.

Исследователи протестировали данный материал на распознание двух молекул: глюкозы, необходимой для производства энергии, и дофамина, химического посредника, который регулирует сигналы о движении, эмоциональные реакции и память. Поскольку уровень дофамина очень низкий (особенно у людей с болезнью Паркинсона), то его обнаружение всегда являлось процессом очень сложным. Тогда как именно уровень этого нейромедиатора мог бы указывать на ранние стадии неврологических заболеваний.

Новый квантовый материал оказался примерно в девять раз более чувствительным к дофамину, чем все существующие на сегодня методы его определения.

Своей сверхчувствительностью новый квантовый материал обязан сильному взаимодействию между так называемыми «коррелированными электронами». Исследователи впервые обнаружили, что когда новый материал входит в контакт с молекулами глюкозы, то благодаря ферменту, оксиды самопроизвольно «захватывают» водород из глюкозы. То же самое происходит с дофамином, вырабатываемым мозгом.

Ученые заявляют, что новый материал может находить атомы ряда других молекул, не только глюкозы и дофамина. Следующим шагом является создание способа, позволяющего материалу «общаться» с мозгом.

Подробнее

Мнение специалиста

Подпишитесь на еженедельную рассылку наших новостей

Читают также

Случайная статья

Названа еще одна угроза трудоголизма
Иногда за карьеру приходится платить высокую цену. Это разрушенные отношения, бессонные ночи, мигрень, депрессия... Но неужели долгие часы работы могут сделать человека лысым?  Ученые из Южной ...
[ читать далее ]
Загрузка...
Load next
Facebook Twitter Telegram