Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Już stosunkowo niedługo będzie się można zaszczepić na stres?

Recommended Posts

Szczepienie korzystnymi bakteriami wywiera długofalowy przeciwzapalny wpływ na mózg, sprawiając, że staje się on bardziej odporny na fizyczne i behawioralne skutki stresu.

Badania prowadzono na szczurach. Jeśli uzyskane wyniki uda się powtórzyć na ludziach, może to doprowadzić do powstania probiotycznych szczepionek na zespół stresu pourazowego (ang. posttraumatic stress disorder, PTSD) czy lęk. Naukowcy z Uniwersytetu Kolorado w Boulder wspominają też o nowych metodach terapii depresji.

Podczas badań na gryzoniach odkryliśmy, że [...] Mycobacterium vaccae zmienia środowisko w mózgu w kierunku stanu przeciwzapalnego. Gdyby tak samo działo się u ludzi, miałoby to spore konsekwencje dla wielu chorób neurozapalnych - podkreśla Matthew Frank.

Coraz więcej badań wskazuje, że wywołane stresem zapalenie mózgu zwiększa ryzyko zaburzeń lękowych czy PTSD. Częściowo dzieje się tak przez zmiany w poziomie neuroprzekaźników regulujących nastrój, np. dopaminy i noradrenaliny.

Istnieją mocne dowody, że jeśli wywoła się u ludzi zapalną odpowiedź immunologiczną, szybko pojawią się symptomy lęku i depresji. Wystarczy pomyśleć o własnym samopoczuciu podczas grypy.

Amerykanie dodają, że badania sugerują także, że uraz, choroba czy operacja mogą uwrażliwiać (sensytyzować) pewne obszary mózgu. Późniejsze stresory uruchamiają gwałtowną odpowiedź zapalną, co może prowadzić do zaburzeń nastroju i pogorszenia funkcjonowania poznawczego. Zauważyliśmy, że M. vaccae blokowały uwrażliwiający wpływ stresu, tworząc utrzymujący się oporny na stres fenotyp mózgu.

Poprzednie studium ekipy z Boulder wykazało, że gdy myszom wstrzyknie się zabite gorącem M. vaccae, a następnie na 19 dni umieści się je w pobliżu większego agresywnego samca, będą one przejawiać mniej zachowań świadczących o lęku i będą rzadziej zapadać m.in. na zapalenie okrężnicy.

W ramach nowego badania Frank i prof. Christopher Lowry postanowili sprawdzić, co właściwie M. vaccae robi w mózgu samców szczurów. Bakterie wstrzykiwano 3-krotnie w odstępie tygodnia. Okazało się, że 8 dni po ostatniej iniekcji gryzonie miały znacząco wyższe poziomy przeciwzapalnej interleukiny 4 w hipokampie.

Po wystawieniu na działanie stresora u zaszczepionych zwierząt występował też niższy poziom struktur molekularnych związanych z uszkodzeniem (alarmin) HMGB1; uważa się, że to one odgrywają istotną rolę w uwrażliwianiu mózgu na stan zapalny. Poza tym zaobserwowano wyższą ekspresję CD200R1, receptora kluczowego dla utrzymania komórek gleju w stanie przeciwzapalnym.

Podobnie jak w poprzednim studium, pod wpływem stresu zaszczepione szczury przejawiały mniejszy lęk.

Jak podkreśla Lowry, wszystko wskazuje na to, że korzystne bakterie lub wysyłane przez nie sygnały oddziałują w jakiś sposób na hipokamp i wywołują stan przeciwzapalny. Profesor wieszczy, że pewnego dnia M. vaccae, które po raz pierwszy wyizolowano z błota przy jeziorze Kyoga w Ugandzie, będzie się podawać osobom z grupy wysokiego ryzyka PTSD, np. żołnierzom. Niewykluczone, że będą one stosowane także w ramach zapobiegania spadkowi formy poznawczej na skutek sepsy.

Warto dodać, że Lowry prowadzi równolegle badania nad innymi bakteriami - Lactobacillus reuteri. Razem z kolegami po fachu z Uniwersytetu Kolorado w Denver ocenia, czy probiotyki z tymi bakteriami oddziałują korzystnie na weteranów z PTSD.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Może warto dodać, że prof. Lowry prowadzi badania nad M. vaccae od czasu odkrycia w 2004 roku, że szczepionki zawierające tę bakterię, podawane chorym na raka płuc, poprawiają ich zdrowie emocjonalne. Istnieje więc racjonalna przesłanka, że testy na myszach sprawdzą się u ludzi. Zastrzyki tej bakterii (M. vaccae NCTC 11659) zostały wzięte pod uwagę przez zespół Lowry'ego w trakcie poszukiwań przyczyn narastającej epidemii chorób zakaźnych:

Cytat

Hipoteza "higieny", znana również jako hipoteza "starych przyjaciół", zakłada, że nowoczesne środki sanitarne, antybiotyki i zmiany w diecie znacznie zmniejszyły narażenie ludzi na bakterie środowiskowe i inne organizmy immunoregulacyjne, zmniejszając w ten sposób różnorodność ludzkich mikrobiomów i ich zdolność tłumienia niewłaściwych zakażeń. Uważa się, że brak ekspozycji na te organizmy przyczynia się do obecnej epidemii chorób zakaźnych w nowoczesnych społeczeństwach miejskich.

[Immunization with bacteria promotes stress resilience, coping behaviors in mice, CU-Boulder study finds]

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badania prowadzone przez naukowców z Kanady sugerują, że rozwój glejaka wielopostaciowego – niezwykle agresywnego i śmiertelnego nowotworu mózgu – może być powiązany z procesem zdrowienia mózgu. Uraz, udar czy infekcja mogą napędzać nowotwór, gdy nowe komórki, mające zastąpić te zniszczone w czasie urazu, ulegną mutacjom. Odkrycie może doprowadzić do rozwoju nowych technik walki z glejakiem, jednym z najtrudniejszych w leczeniu nowotworów mózgu u dorosłych.
      Zdobyte przez nas dane wskazują, że odpowiednie mutacje w konkretnych komórkach mózgu mogą mieć swoją przyczynę w urazie i prowadzić do rozwoju nowotworu, mówi doktor Peter Dirks, ordynator oddziału neurochirurgii w Hospital for Sick Children (SickKids). W badaniach brali też udział naukowcy z University of Toronto oraz Princess Margaret Cancer Centre.
      Glejak może być postrzegany jako rana, która nigdy się nie goi. Jesteśmy podekscytowani naszym odkryciem, gdyż mówi nam ono, w jaki sposób nowotwór się zaczyna i jak rośnie. To zaś pozwala nam myśleć o nowych sposobach leczenia skoncentrowanych na ranie i odpowiedzi zapalnej, dodaje Dirks.
      Obecnie istnieją bardzo ograniczone możliwości leczenia glejaka, a pacjenci żyją średnio zaledwie 15 miesięcy od postawienia diagnozy. Niepowodzenie w leczeniu ma swoje korzenie w dużej różnorodności zarówno pomiędzy guzami, jak i pacjentami. Glejaki zawierają wiele różnych typów komórek, w tym rzadkie komórki macierzyste glejaka (GSC), które napędzają wzrost guza, wyjaśnia Dirks.
      Zespół Dirksa już wcześniej wykazał, że GSC zapoczątkowują glejaka i jego wznowę po leczeniu. Dlatego też postanowili bliżej przyjrzeć się tym komórkom. Wykorzystali w tym celu najnowsze techniki sekwencjonowania RNA oraz maszynowego uczenia się. Stworzyli na tej podstawie molekularną mapę GSC pobranych z guzów 26 pacjentów.
      Uzyskane wyniki potwierdziły istnienie olbrzymiego zróżnicowania, co wskazuje, że każdy z guzów zawiera wiele podtypów molekularnie zróżnicowanych GSC. To powoduje, że po leczeniu guz prawdopodobnie powróci, gdyż stosowane terapie nie są w stanie zabić wszystkich tych podtypów komórek. Naszym celem jest znalezienie leku, który zabije wszystkie rodzaje komórek macierzystych glejaka. By jednak tego dokonać musimy najpierw zrozumieć budowę molekularną tych komórek, mówi profesor Gary Bader z University of Toronto.
      Co interesujące, znaleziono liczne podtypy GSC, których budowa molekularna wskazywała na związki ze stanem zapalnym. To wskazywało, że przynajmniej niektóre glejaki rozpoczynają się w wyniku naturalnego procesu leczenia po urazie. Dirks mówi, że do takich mutacji rozpoczynających glejaka może dochodzić na wiele lat przed pojawieniem się choroby. Niewykluczone, że gdy w procesie leczenia mózgu po urazie pojawia się zmutowana komórka, nie może przestać się ona dzielić, gdyż nie działają jej mechanizmy kontrolne i w wyniku tego procesu dochodzi do rozwoju guza.
      Gdy uczeni jeszcze bliżej przyjrzeli się komórkom, okazało się, że każdy guz znajduje się w jednym z dwóch stanów molekularnych – roboczo nazwanych „rozwojowym” i „odpowiedzią na uraz” – lub gdzieś na gradiencie pomiędzy nimi. Stan „rozwojowy” to znak rozpoznawczy komórek macierzystych i przypomina stan, w którym komórki macierzyste mózgu bardzo szybko się dzielą przed urodzeniem. Drugi ze stanów był zaś dla naukowców niespodzianką. Nazwali go oni „odpowiedzią na uraz”, gdyż ma tam miejsce zwiększenie ekspresji szlaków immunologicznych i markerów zapalnych, takich jak interferon i TNFalfa. To wskaźniki toczącego się procesu zdrowienia. Zjawiska te udało się zauważyć dopiero teraz, dzięki nowoczesnym technikom sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek.
      Dalsze eksperymenty pokazały, że oba te stany są wrażliwe na różne typy usunięcia genów. Ujawniono w ten sposób potencjalne metody leczenia, które dotychczas nie były brane pod uwagę przy glejaku. Badania pokazały też, że względny stosunek obu stanów jest cechą indywidualną każdego guza. Komórki każdego z nich mogą znajdować się w różnym miejscu na osi pomiędzy stanem „rozwojowym” a „odpowiedzią na uraz”. Podczas gdy GSC każdego pacjenta składają się z różnych populacji, wszystkie one znajdują się na jedne biologicznej osi pomiędzy dwoma stanami definiowanymi przez procesy neurorozwoju i zapalne, stwierdzają autorzy badań.
      Teraz Kanadyjczycy zastanawiają się nad metodami leczenia. Odkryta przez nas heterogeniczność komórek macierzystych wskazuje, że trzeba opracować terapie biorące na cel jednocześnie procesy rozwojowe i zapalne. Szukamy leków, które działają w różnych miejscach osi między oboma stanami. Istnieje tutaj potrzeba rozwoju zindywidualizowanego podejścia do pacjenta. Trzeba będzie wykonać badania guza na poziomie pojedynczej komórki i na tej podstawie przygotować koktajl leków, który w tym samym momencie będzie działał na różne podtypy komórek macierzystych, stwierdza doktor Trevor Pugh z Princess Margaret Cancer Centre.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH) donoszą, że skutkiem ubocznym COVID-19 może być uszkodzenie mózgu. Do takich wniosków doszli naukowcy, którzy zbadali mózgi zmarłych na COVID-19. W tkance 19 osób, które zmarły wkrótce po zarażeniu znaleźli ślady uszkodzeń spowodowanych zmniejszeniem grubości i przeciekaniem naczyń krwionośnych mózgu.
      Z wcześniejszych badań wynika, że wirus SARS-CoV-2 może zarówno uszkadzać barierę krew-mózg jak i przedostawać się do mózgu. Dlatego też naukowcy chcieli sprawdzić, jak COVID-19 wpływa na mózg. Okazało się jednak, że w uszkodzonej tkance nie znaleziono śladów samego wirusa, co wskazuje, że przyczyną uszkodzeń nie był jego bezpośredni atak na mózg.
      Stwierdziliśmy, że mózgi pacjentów zarażonych SARS-CoV-2 mogą być podatne na mikrouszkodzenia naczyń krwionośnych. Wyniki naszych badań sugerują, że mogą być one powodowane przez sam organizm, który na obecność wirusa reaguje stanem zapalnym, mówi jeden z autorów badań doktor Avindra Nath, dyrektor ds. klinicznych w Narodowym Instytucie Zaburzeń Neurologicznych i Udaru (NINDS). Mamy nadzieję, że badania te pomogą lepiej zrozumieć pełne spektrum problemów, z którymi borykają się pacjenci i pozwolą opracować lepsze metody leczenia.
      COVID-19 to przede wszystkim choroba układu oddechowego. Jednak pacjenci często doświadczają objawów neurologicznych, takich jak bóle głowy, utrata węchu, smaku, zmęczenie czy problemy poznawcze. Mogą też pojawiać się udary i inne stany patologiczne.
      Już wcześniejsze badania wykazały, że choroba może powodować stany zapalne i uszkodzenia naczyń krwionośnych. Specjaliści wciąż jednak próbują zrozumieć, jak wpływa ona na mózg.
      Nath i jego koledzy zbadali tkankę mózgową 19 osób, które zmarły pomiędzy marcem a lipcem 2020 roku w ciągu od kilku godzin po dwa miesiące od pojawienia się u nich pierwszych objawów COVID-19.Wiek pacjentów wahał się od 5 do 73 lat. U wielu z nich występował jeden lub więcej czynnik ryzyka, taki jak otyłość, cukrzyca czy choroba układu krążenia. Osiem osób zmarło w domach lub w miejscach publicznych, kolejnych trzech nagle przewróciło się i zmarło.
      Naukowcy rozpoczęli badania od obrazowania tkanki mózgowej za pomocą potężnego skanera do rezonansu magnetycznego (MRI), który jest od 4 do 10 razy bardziej czuły niż standardowe skanery MRI. Specjaliści sprawdzali próbki opuszek węchowych oraz pnia mózgu każdego z pacjentów. Wybrano te obszary, gdyż przypuszcza się, że są one szczególnie wrażliwe na COVID-19. Opuszki węchowe kontrolują zmysł węchu, a pień mózgu odpowiada za kontrolę oddychania i akcji serca.
      Skany ujawniły, że w obu miejscach występują liczne jasne punkty podwyższenia sygnału, wskazujące na stan zapalny, oraz ciemne punkty obniżenia sygnału, wskazujące na krwawienie. Gdy dzięki MRI zidentyfikowano problematyczne miejsca, zostały one poddane szczegółowym padaniom pod mikroskopem.
      Naukowcy stwierdzili, że miejsca podwyższenia sygnału zawierają ściany naczyń, które były cieńsze niż normalnie i czasem wyciekały z nich do mózgu białka krwi, takie jak fibrynogen. Wydaje się, że to powodowało reakcję zapalną. Punkty takie były bowiem otoczone limfocytami T z krwi oraz komórkami mikrogleju, który bierze udział w odpowiedzi immunologicznej mózgu. Z kolei tam, gdzie na MRI występowały ciemne obszary znajdowała się zakrzepła krew, nieszczelne naczynia krwionośne, ale nie było komórek odpornościowych.
      Byliśmy całkowicie zaskoczeni. Spodziewaliśmy się uszkodzeń spowodowanych niedotlenieniem. Tymczasem zobaczyliśmy wieloogniskowe uszkodzenia typowe dla udarów i chorób neurozapalnych.
      Uczeni wykorzystali też liczne metody wykrywania w tkance obecności materiału genetycznego i białek wirusa SARS-CoV-2, jednak okazało się, że wirusa w tkance nie było.
      Jak dotąd wydaje się, że zaobserwowane uszkodzenia nie zostały spowodowane bezpośrednim zainfekowaniem mózgu przez wirusa. W kolejnym etapie badań chcemy sprawdzić, jak COVID-19 uszkadza naczynia krwionośne mózgu i czy powoduje to obserwowane u pacjentów krótko- i długoterminowe objawy neurologiczne, mówi doktor Nath.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ponad 30% osób chorujących na COVID-19 doświadcza objawów neurologicznych, takich jak utrata węchu i smaku, bóle głowy, zmęczenie, mdłości i wymioty. Do tego mogą dołączać ostra choroba naczyniowo-mózgowa czy zaburzenia świadomości. Objawy te sugerują, że wirus SARS-CoV-2 może przedostawać się do mózgu. I rzeczywiście, zarówno w mózgach zmarłych jak i w płynie mózgowo-rdzeniowym znaleziono RNA wirusa, nie wiadomo jednak, w jaki sposób on się tam znalazł.
      Niemiecki zespół naukowy z Charite, Wolnego Uniwersytetu Berlińskiego, Instytutu Roberta Kocha i innych instytucji badawczych, odkrył RNA oraz białka wirusa w różnych anatomicznie obszarach nosogardła i mózgu. Autopsje zmarłych sugerują, że wirus może przedostawać się do mózgu poprzez nos.
      Na łamach Nature Neuroscience, w artykule Olfactory transmucosal SARS-CoV-2 invasion as a port of central nervous system entry in individuals with COVID-19 opisano badania, które przeprowadzono na 33 osobach zmarłych chorujących na COVID-19.
      Naukowcy zauważają, że wśród 7 koronawirusów, które infekują ludzi, co najmniej dwa endemiczne szczepy są w stanie przedostać się do centralnego układu nerwowego. Są to SARS-CoV oraz MERS-CoV, które ewolucyjnie są blisko spokrewnione z SARS-CoV-2. Teraz autorzy najnowszych badań donoszą, że RNA wirusa SARS-CoV-2 wykryli w centralnym układzie nerwowym 48% pacjentów, których poddali autopsji.
      Profesor Frank Heppner z Charité–Universitätsmedizin Berlin i jego zespół sprawdzili nosogardło – pierwsze miejsce, w którym może dochodzić do infekcji i replikacji wirusa – oraz mózgi 33 pacjentów (22 mężczyzn i 11 kobiet), które zmarły w czasie, gdy chorowały na COVID-19. Mediana wieku zmarłych wynosiła 71,6, a mediana czasu od wystąpienia objawów COVID-19 do zgonu to 31 dni.
      Autorzy badań odkryli RNA wirusa SARS-CoV-2 w nosogardle i mózgu wielu badanych. Najwięcej wirusowego RNA znajdowało się w błonie śluzowej nosa. Zauważyli też, że czas trwania choroby był ujemnie skorelowany z ilością wykrytego materiału wirusowego, co oznacza, że więcej śladów SARS-CoV-2 odkryto u osób, które chorowały krócej.
      Naukowcy donoszą też, że białko S wirusa, za pomocą którego infekuje on komórki, znajdowało się w pewnych typach komórek błony śluzowej. Nie można wykluczyć, że wirus wykorzystuje fakt, że komórki te sąsiadują z komórkami nabłonka i nerwowymi, dzięki czemu może dostać się do mózgu. U niektórych pacjentów białko S znaleziono w komórkach, w których dochodzi do ekspresji markerów neuronowych. Nie można więc wykluczyć, że wirus infekuje neurony węchowe oraz te obszary mózgu, do których docierają informacje o smaku i zapachu. Co więcej, ślady wirusa znaleziono też w innych obszarach mózgu, w tym w rdzeniu przedłużonym, w którym znajdują się m.in. ośrodek oddechowy, ośrodek sercowy czy ośrodki odpowiedzialne za wymioty.
      Spostrzeżenia niemieckich naukowców mogą wyjaśniać wiele objawów neurologicznych, które występują u chorujących na COVID-19.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osoby, które nieświadomie postrzegają w swoim otoczeniu złożone wzorce – a zatem mają zdolność do bezwarunkowego uczenia się wzorców (implicit pattern learning) – z większym prawdopodobieństwem są osobami silnie wierzącymi, że istnieje istota wyższa, która wzorce te stworzyła, informują neurolodzy z Georgetown University. Przeprowadzili oni pierwsze badania nad wpływem bezwarunkowego uczenia się na wierzenia religijne.
      Uczenie bezwarunkowe to zdobywanie wiedzy niezależnie od świadomych prób i w nieświadomości tego, czego się nauczyliśmy. Jest ono też zwane „milczącą wiedzą”.
      Naukowcy z Georgetown chcieli zbadać, czy bezwarunkowe uczenie się wzorców leży u podstaw wiary, a jeśli tak, to czy zjawisko to jest niezależne od kręgu kulturowego czy wyznawanej religii. Dlatego też przeprowadzili badania wśród dwóch grup religijnych: jednej w USA i drugiej w Afganistanie.
      Istnienie boga lub bogów, którzy interweniują w naszym świecie, by wprowadzić w nim porządek, jest kluczowym elementem wielu religii. Nasze badania nie dotyczą tego, czy Bóg istnieje. To badania mające na celu znalezienie odpowiedzi na pytanie jak i dlaczego nasze mózgi wierzą w bogów. Postawiliśmy hipotezę, że osoby, których mózgi są dobre w podświadomym postrzeganiu wzorców w otoczeniu, mogą przypisywać te wzorce działaniom siły wyższej, mówi jeden z głównych autorów badań, profesor Adam Green, dyrektor Georgetown Laboratory for Relational Cognition.
      Naukowcy zauważyli, że wiele interesujących procesów ma miejsce pomiędzy dzieciństwem a dorosłością. Ich badania sugerują, że jeśli dziecko nieświadomie dostrzega wzorce w otoczeniu, w miarę dorastania jego wiara z większym prawdopodobieństwem będzie coraz silniejsza. Z drugiej strony, jeśli takich wzorców nie dostrzega, to jego wiara prawdopodobnie będzie coraz mniejsza, nawet jeśli wychowuje się w religijnej rodzinie.
      Podczas badań naukowcy wykorzystali znany test sprawdzający zdolność do bezwarunkowego uczenia się wzorców. Uczestnikom testu pokazywano na ekranie sekwencje kropek, które ukazywały się i znikały. Zadaniem badanych było jak najszybsze naciśnięcie przycisku odpowiadającego położeniu kropki. Kropki pojawiały się i znikały szybko, ale niektórzy z uczestników – osoby o największej zdolności do bezwarunkowego uczenia się wzorców – zaczęli po pewnym czasie nieświadomie uczyć się wzorców pojawiania się kropek i naciskali odpowiedni przycisk zanim jeszcze kropka się pojawiła.
      Amerykańska grupa badanych składała się ze 199 osób, głównie chrześcijan, mieszkających w stolicy kraju. Grupa afgańska to mieszkańcy Kabulu. Składała się ona ze 149 muzułmanów. Najbardziej interesującym aspektem badań, zarówno dla mnie jak i dla moich afgańskich kolegów, było spostrzeżenie, że zarówno proces poznawczy jak i jego znaczenie dla religijności, były takie same w obu grupach, mówi współautor badań, Zachery Warren. Mózg, który ma większe predyspozycje do bezwarunkowego uczenia się wzorców może mieć też większe skłonności do wiary w boga, niezależnie od tego, w jakim miejscu na świecie i w jakim kontekście religijnym mieszka dana osoba, dodaje profesor Green.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jedną z przyczyn, dla której nie udało się dotychczas stworzyć maszyny o możliwościach obliczeniowych mózgu jest brak urządzenia, które działałoby jak neuron. Jednak dzień powstania sztucznego mózgu właśnie znacznie się przybliżył. Troje naukowców poinformowało na łamach Nature o stworzeniu pojedynczego urządzenia zachowującego się jak neuron.
      W reakcji na przyłożenie prądu stałego urządzenie reaguje podobnie jak neuron: pojawiają się w nim serie wyładowań, samopodtrzymujące się oscylacje i inne procesy, które możemy obserwować w mózgu. Urządzenie łączy w sobie funkcje opornika, kondensatora i memrystora Motta. Memrystory to urządzenia, które przechowują dane w postaci pamięci o oporze.
      Memrystory Motta mają dodatkową możliwość zapamiętania zmian w oporności powodowanych temperaturą. Dzieje się tak, gdyż materiały, z których zbudowany jest memrystor Motta są izolatorami lub przewodnikami w zależności od temperatury.
      Do zmian takich dochodzi z nanoskalowej warstwie ditlenku niobu. Po przyłożeniu napięcia NbO2 rozgrzewa się, zmieniając właściwości z izolujący w przewodzące. Po takiej zmianie prąd może przepłynąć przez urządzenia. Następnie urządzenie się chłodzi, a ditlenek niobu staje się ponownie izolatorem. W efekcie takich działań pojawia się wyładowanie podobne do tego, obserwowanego w neuronach. Przez pięć lat nad tym pracowaliśmy. W małym nanoskalowym kawałku materiału dzieje się bardzo wiele, mówi jeden z autorów badań, R. Stanley Williams z Texas A&M University.
      Drugi z autorów badań, Suhas Kumar z Hewlett Packard Laboratories, przypomina, że wynalazca memrystora, Leon Chua, przewidywał, iż w urządzeniu tym pomiędzy dwoma stabilnymi regionami znajduje się region chaotycznych zjawisk. Na krawędzi takiego regionu urządzenie może zaś wykazywać zachowania podobne do zachowań neuronów.
      Uzyskanie odpowiednich zjawisk nie jest jednak łatwe. Williams chwali Kumara za wysiłek, jaki włożył w to, by precyzyjnie dobrać parametry pracy urządzenia. Tego się nie odkrywa przypadkiem. Wszystkie parametry muszą być perfekcyjnie dobrane zanim zauważysz zjawiska, których poszukujesz. Gdy już jednak uda się tego dokonać okazuje się, że całość pracuje bardzo stabilnie i łatwo jest to powielać, stwierdza uczony.
      Naukowcy przetestowali swoje urządzenie budując z nich bramki logiczne NAND i NOR oraz niewielki analogowy obwód optymizujący pracę całości. Naukowcy przyznają, że potrzeba jeszcze wiele pracy, by całość zmienić w praktyczne urządzenie i skalować je tak, by mogły z nich powstać systemy zdolne do rzucenia wyzwania współczesnym komputerom. Kumar i Williams mają zamiar poszukać innych materiałów, nadających się do budowy sztucznego neuronu. Przemiany zachodzące w NbO2 mają bowiem miejsce w temperaturze 800 stopni Celsjusza. Można ją osiągnąć w warstwach o grubości liczonej w nanometrach.
      Jednak przeskalowanie całości na miliony takich neuronów i uzyskanie podobniej wydajności może być problemem. Stąd m.in. potrzeba znalezienia innego materiału.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...