Zweedse wetenschappers hebben een kunstmatige zenuwcel aangesloten op het zenuwstelsel van een venusvliegenvanger. Toen ze de zenuwcel prikkelden met een elektrisch pulsje, sloot de plant zijn vangblad.
Het klinkt futuristisch: een kunstmatige zenuwcel die een levende plant aanstuurt. Toch is dat precies wat nanowetenschapper Simone Fabiano en zijn collega’s van de Linköping-universiteit in Zweden voor elkaar hebben gekregen.
Neuraal netwerk
Zenuwcellen, ook wel neuronen genoemd, zijn de bouwstenen van ons brein. Ze sturen onze lichaamsfuncties aan door alle signalen die ons lichaam binnenkomen te verwerken, en die informatie door te geven aan de rest van ons lijf middels elektrische prikkels. De plekken waar deze prikkels van de ene op de andere zenuwcel worden overgedragen, noemen we synapsen. Dankzij deze verbindingen vormen alle neuronen in ons lijf een groot complex netwerk.
Mieren zijn magnifieke navigators
Mieren zijn in staat tot verbazingwekkende navigatieprestaties. Misschien kan waardering hiervoor helpen om deze insectensoorten te behouden.
Om dit netwerk na te bootsen, drukten de onderzoekers met een 3D-printer kunstmatige zenuwcellen en synapsen af. Hiermee zetten ze een kunstmatig neuraal netwerk in elkaar.
‘Het is een volledig kunstmatig circuit wat het gedrag van onze eigen zenuwcellen nabootst’, zegt mechanisch ingenieur Imke Krauhausen van de Technische Universiteit Eindhoven, die niet verbonden is aan deze studie. ‘Een biologisch neuron wordt geactiveerd door de beweging van geladen deeltjes in en uit de cel. Hier gebeurt dat met elektrische pulsjes. Heel interessant.’
Schokje
De wetenschappers wisten dit kunstmatige netwerk te koppelen aan het zenuwstelsel van de venusvliegenvanger. Ze dienden vervolgens een schokje toe aan de kunstmatige zenuwcel, waardoor die de levende plant aanzette om zijn vangblad te sluiten.
Robots en implantaten
Zulke kunstmatige neurale netwerken kunnen worden gebruikt in de wereld van de robotica, geeft Krauhausen aan. ‘Het wordt alsmaar belangrijker om efficiënte en zelfstandige manieren te vinden om robots aan te sturen. Dit soort kunstmatige structuren zijn hele interessante kandidaten.’
Een mogelijke volgende stap is om het kunstmatige neurale netwerk aan te sluiten op menselijke cellen, speculeert Krauhausen. Dit netwerk kan dan een kunstmatige verbinding vormen tussen delen van ons eigen zenuwstelsel. Mocht dat lukken, dan hebben wetenschappers mogelijk een nieuwe behandeling voor zenuwschade in handen. Maar, benadrukt Krauhausen: ‘dat ligt nog wel heel ver in de toekomst.’
