Hodowla neuronów w laboratorium znacząco poszerzyła możliwości badań naukowych, umożliwiając naukowcom szczegółowe badanie mechanizmów pamięci i uczenia się w ściśle kontrolowanym środowisku. Pomimo tych postępów, wyzwaniem pozostaje nadanie komórkom pożądanych właściwości. Na przykład, podczas normalnej neuroplastyczności, pewne grupy neuronów aktywują się wspólnie i komunikują się ze sobą, podczas gdy sztuczne neurony robią to chaotycznie i niespójnie. W rezultacie naukowcy nie są w stanie w pełni odtworzyć naturalnych procesów zachodzących w tkance nerwowej, co spowalnia rozwój i wdrażanie technologii komórkowych w praktyce medycznej.
Poszukując rozwiązania, naukowcy z Uniwersytetu Tohoku wykorzystali urządzenia mikroprzepływowe do odtworzenia biologicznych sieci neuronowych podobnych do tych występujących w układzie nerwowym. Eksperymenty wykazały, że sieci te wykazują złożone wzorce aktywności, które można rekonfigurować za pomocą narzędzi stymulacyjnych.
Następnie naukowcom udało się kontrolować ten proces poprzez zarządzanie stopniem interakcji między neuronami.
„To ważne osiągnięcie, które otwiera nowe możliwości badania mechanizmów uczenia się i pamięci” – stwierdzili autorzy. Będą teraz kontynuować badania, aby zbadać, jak powstają nowe wspomnienia i jak mózg „żąda” starych na podstawie istniejących, przeszłych doświadczeń.
W innym badaniu naukowcy odkryli, że ćwiczenia fizyczne znacząco stymulują wzrost neuronów. W rzeczywistości, ćwiczenia stymulowały wzrost komórek czterokrotnie w ciągu zaledwie kilku dni.
