Un grupo de investigadores de la Universidad de Linköping, en Suecia, ha creado una neurona artificial capaz de imitar casi a la perfección una célula normal. En el estudio, publicado en Nature Materials, los científicos explican el desarrollo de esta nueva célula nerviosa artificial, a la que han bautizado como “neurona electroquímica basada en la conductancia” o c-OECN. Esta neurona artificial es capaz de imitar 15 de las 20 características que caracterizan a las células neuronas biológicas.
El investigador principal del grupo de Nanoelectrónica Orgánica del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la universidad, Simone Fabiano, explica que “uno de los desafíos clave en la creación de neuronas artificiales que imiten efectivamente a las neuronas biológicas reales es la capacidad de incorporar la modulación de iones. Las neuronas artificiales tradicionales hechas de silicio pueden emular muchas características neuronales pero no pueden comunicarse a través de iones. Por el contrario, las c-OECN utilizan iones para demostrar varias características clave de las neuronas biológicas reales”.
En esta neurona artificial recientemente desarrollada, los iones se utilizan para controlar el flujo de corriente electrónica a través de un polímero conductor de tipo n, lo que provoca picos en el voltaje del dispositivo. Este proceso es similar al que ocurre en las células nerviosas biológicas.
"Hay mucho que todavía no entendemos completamente sobre el cerebro humano y las células nerviosas"
El material único en la célula nerviosa artificial también permite aumentar y disminuir la corriente en una curva en forma de campana casi perfecta que se asemeja a la activación e inactivación de los canales de iones de sodio que se encuentran en la biología. “Varios otros polímeros muestran este comportamiento, pero solo los polímeros rígidos son resistentes al desorden, lo que permite un funcionamiento estable del dispositivo”, matiza Fabiano.
Según reocoge la Universidad, en experimentos realizados en colaboración con el Instituto Karolinska (KI), las nuevas neuronas c-OECN se conectaron al nervio vago de ratones. Los resultados muestran que la neurona artificial podría estimular los nervios de los ratones, provocando un cambio del 4,5% en su frecuencia cardíaca. Este hecho podría, a la larga, allanar el camino desarrollar nuevos tratamientos médicos.
El siguiente paso de los investigadores será reducir el consumo de energía de las neuronas artificiales, que sigue siendo muy superior al de las células nerviosas humanas. Queda mucho trabajo por hacer para replicar la naturaleza artificialmente. “Hay mucho que todavía no entendemos completamente sobre el cerebro humano y las células nerviosas. De hecho, no sabemos cómo la célula nerviosa hace uso de muchas de estas 15 características demostradas. Imitar las células nerviosas puede permitirnos comprender mejor el cerebro y construir circuitos capaces de realizar tareas inteligentes. Tenemos un largo camino por delante, pero este estudio es un buen comienzo”, apunta Padinhare Cholakkal Harikesh, postdoctorado y autor principal del artículo científico.