Редактирование: Культуры нейронов на чипах

= Видео по теме =

[[The Thought Emporium]] - [https://www.youtube.com/watch?v=V2YDApNRK3g Growing Human Neurons Connected to a Computer] - история об изготовлении подложки для размещения [[Культуры клеток|культуры]] [[Нейрон|нейронов]].

= Применения =

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Нужно мнение биолога о том, как ещё можно применить или применяют культуры нейронов на чипах
  | qualification=Биолог
}}

== Исследования биосовместимости материалов для нейроинтерфейсов ==

Культуры нейронов на чипах могут продолжать существовать до двух лет в тщательно поддерживаемых условиях. <ref>Potter SM, DeMarse TB. A new approach to neural cell culture for long-term studies. J Neurosci Methods. 2001 Sep 30;110(1-2):17-24. doi: 10.1016/s0165-0270(01)00412-5. PMID: 11564520.</ref> <ref>[https://www.sciencedaily.com/releases/2003/04/030428082503.htm Georgia Tech Researchers Use Lab Cultures To Control Robotic Device]</ref>

Это позволяет исследовать долговременную [[Биосовместимость|биосовместимость]] материала [[Нейроинтерфейсы|нейроинтерфейса]], качество контакта и другие свойства.

Для этой процедуры требуется поддержка температуры, влажности и регулировка проницаемости газов.

Эти статьи не рассматривают посев / [[Децеллюляризация|рецеллюларизацию]] "шаблона" и применение [[Искусственная кровь|искусственной замены крови]]. Есть риск, что в этом случае культуры проживут гораздо дольше.

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Нужно мнение биолога о том, возможно ли продлить срок существования культуры нейронов при помощи субстрата и искусственного заменителя крови. Если такие эксперименты уже проводились, нужны цитаты.
  | qualification=Биолог
}}

== Проверка моделей обучения в [[Вычислительная когнитивная нейробиология|вычислительной когнитивной нейробиологии]] ==

[[Вычислительная когнитивная нейробиология]] позволяет строить модели [[Нейрон|нейронов]], которые можно запустить и исследовать.
Данные от этих моделей можно сравнить с данными, которые можно получить от культур нейронов и сделать выводы о том, насколько модель совпадает с реальностью.

Конечно, на некоторые вещи понадобится сделать поправки:

* разное количество [[Нейрон|нейронов]]
* протоколы, которые делают эксперименты предельно однообразными
* разные входные данные возникают у компьютерной модели и реальных [[Нейрон|нейронов]] в разное время

== Исследование различия культур нейронов ==

Есть множество биологических видов и реакции нейронов множества из них будут отличаться.
[[Культуры клеток|Культуры]] позволят изучить, что меняется в зависимости от вида, пола донора, возможно от возраста донора и развить представления биологии об этом.
(Хотя прямо сейчас уже должно существовать множество исследований по теме.)

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Нужны ссылки и информация о том, насколько подробные данные нам сейчас доступны.
  | qualification=Биолог
}}

== Исследование [[Аксональное наведение|аксонального наведения]] ==

Теория того, как аксон «прокладывает путь» в трёхмерном пространстве ясна не до конца, но с культурой нейронов можно получить гораздо больше информации, чем с живым пациентом.

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Нужна любая информация по исследованиям аксонального наведения с гибридными роботами или культурами клеток.
  | qualification=Биолог
}}

== Исследование развития альтернативных "отделов мозга" и "поведения" ==

1) Культуры нейронов часто проявляют сложное поведение и исследуют окружающую их территорию, несмотря на отсутствие «отделов мозга» в стандартном понимании.
Прослеживая развитие культуры, можно построить гипотезы о развитии реального мозга.

2) Уже небольшие [[Гибридные_роботы|гибридные роботы]] проявляют сложное поведение, изучая окружающую территорию.

Модель того, как развивается поведение '''как явление''', независимое от строения появившихся отделов может послужить полезным дополнением к [[Вычислительная когнитивная нейробиология|вычислительной когнитивной нейробиологии]].

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Нужно исправить это описание, я уверен, что существуют более подробные термины, чем поведение
  | qualification=Нейробиолог
}}

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Нужно добавить любые связанные эксперименты, которые уже проведены
  | qualification=Нейробиолог
}}

== Исследования нейрохимии ==

* Культуру нейронов можно построить на чипе с возможностями для [[Микрогидродинамика|микрогидродинамики]] и исследовать то, какие вещества в ней появляются.
* Можно сделать субстрат / чип произвольной формы и встроить множество [[Микроэлектромеханика|MEMS]]-детекторов по всей площади.
* Можно добавлять самые разные препараты и исследовать реакции культуры.

{{
  Запрос экспертизы
  | text=Дополнить материал ссылкой на MEMS-детектор химических соединений. Мне точно известно, что такой детектор существует и реагирует на молекулярную массу. Мне известно, что он построен по образцу кварцевого резонатора и изменённая частота свидетельствует об обнаружении отдельного химического соединения. Я не помню точное название, но догадываюсь, что это - "piezoelectric microcantilevers".

  Список статей, которые могут быть полезны:
  * [https://nanohub.org/resources/25846/download/App_CantiL_PK10_PG.pdf Статья с иллюстрациями] от NanoHub.
  * [https://www.nature.com/articles/s41598-018-26076-2 Molecule-based microelectromechanical sensors]
  * [https://core.ac.uk/download/pdf/154471372.pdf RF MEMS Resonators for Mass Sensing Applications]
  * [https://arxiv.org/pdf/1105.1785.pdf Nanomechanical Resonators and Their Applications in Biological/Chemical Detection: Nanomechanics Principles]
  * [https://www.researchgate.net/figure/Resonance-frequency-of-the-ZIF-cantilever-normalized-by-the-molecular-weight-of-the_fig3_273159475 детектор молекул этилового спирта]
  * [https://www.semanticscholar.org/paper/MOF-nano-crystals-of-ZIF-8-identified-as-ambient-by-Xu-Yu/a4617fad1af9e040f0eda5bdf54e8239101ba672 Детектор NO2]
  * [https://www.nature.com/articles/s41598-020-67706-y?proof=t Wearable piezoelectric mass sensor based on pH sensitive hydrogels for sweat pH monitoring]
  | qualification=специалист по нанотехнологиям
}}

[[Категория:Незавершённые статьи]]
[[Категория:Нейробиология]]