Команда из Курчатовского института при поддержке Казанского федерального университета создала особую систему, которую можно использовать для разработки современных нейропротезов. Изначально нейронное протезирование направлено на то, чтобы восстановить подвижность людям с травмой спинного мозга, которые теряют способность ходить или стоять. Однако базовые нейропротезы несовершенны, потому что каждый пациент уникален и не всегда такое протезирование стопроцентно ему помогает.

Поэтому учёные решили модернизировать уже имеющуюся систему за счёт мемристоров — аналоговых компонентов, которые имитируют пластичность нейронных связей. Нейронная пластичность позволяет синапсам запоминать связь между нейронами, тем самым передавая сигналы от одной клетки к другой с разной скоростью и эффективностью.

Благодаря этому человек обладает такой феноменальной пластичностью и способен быстро адаптироваться к новым ситуациям. Чтобы восстановить эту способность, команда записала активность нервных клеток, а затем заменила синапсы в этой группе мемристорами, которые проводили сигналы с конкретной пропускной способностью.

Поскольку мемристоры построены из проводящего полимера полианилина, они полностью имитируют строение настоящих биологических синапсов. А это означает, что созданная модель не только позволит человеку с травмой спинного мозга снова ходить, но и будет обучаться, то есть адаптироваться к разным ситуациям.

В итоге учёные смогли обучить свои мемристоры проводить сигнал так, как будто между группами нейронов никогда не было разрыва. Как поясняют разработчики этой системы, в будущем на основе того же принципа можно будет создать полноценный нейропротез, который заменит повреждённый участок спинного мозга. При этом благодаря мемристорам протез будет самообучаться и адаптироваться под конкретного пациента.