Xitoyda vazni 1 gramm bo‘lgan mikroskop yaratildi: qurilmani miyaga implantasiya qilish mumkin

Xitoylik olimlar vazni bor-yo‘g‘i 1 gramm bo‘lgan simsiz mikroskop ishlab chiqishdi. U tabiiy muhitdagi sichqonlar bosh miyasi neyronlarining faolligini bitta hujayra aniqligigacha qayd etishga qodir.

Airscope deb nomlangan ushbu qurilma Sinxua universiteti professori Day Syunxay jamoasi tomonidan boshqa tadqiqotchilar bilan hamkorlikda yaratilgan.

Vazn to‘sig‘ini yengib o‘tish
Murakkab sharoitlarda miya xulq-atvorni qanday boshqarishini tushunish intellektni o‘rganish va optik neyrokompyuter interfeyslarini yaratish uchun juda muhimdir. Biroq, olimlar uzoq vaqt davomida ikki o‘t orasida qolishgan edi: yo hayvonning boshini qattiq fiksasiya qilgan holda yuqori aniqlikdagi yirik stasionar qurilmalardan foydalanish, yoki ko‘rish maydoni juda kichik bo‘lgan (1 mm dan kam) va po‘stloqning katta qismlarini qamrab olishga imkon bermaydigan yengil taqiladigan datchiklarni qo‘llash.
Airscope-ning yaratilishi ushbu murosaga chek qo‘ydi. Integrasiyalashgan dizayn va tizimli optimallashtirish tufayli muhandislar ikki megapikselli sensorni 1 grammlik korpusga joylashtirishga muvaffaq bo‘lishdi. Qurilma ma’lumotlarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘z bortida siqadi va megapikselli tasvirni simsiz tarmoq orqali uzatadi. Bunda u 6 mm ko‘rish maydonida 4-6 mikrometr aniqlikni ta’minlaydi. Tajribalar shuni ko‘rsatdiki, boshiga Airscope o‘rnatilgan sichqonlar tezlik va harakatchanlikni yo‘qotmasdan arqonlarga erkin chiqa oladi va tor trubalardan o‘ta oladi.

Keng ko‘lamli monitoring va rekord darajadagi avtonomlik
Airscope tomonidan qayd etilgan signallar sifati stasionar laboratoriya analoglari bilan raqobatlasha olishi ma’lum bo‘ldi. Ma’lumotlarni ajratib olishning noyob algoritmi bilan birgalikda, qurilma bitta yarim shar po‘stlog‘ining 14 ta sohasidagi 8 500 dan ortiq neyronlar faolligini bir vaqtning o‘zida kuzatishga qodir. Bu mavjud simsiz tizimlar imkoniyatlaridan taxminan 25 baravar ko‘pdir. Bundan tashqari, miyaning bitta qismida barqaror monitoring 200 kundan ortiq davom etishi mumkin.

Tizimni yovvoyi tabiatga yaqin sharoitlarda sinab ko‘rish uchun biologlar kemiruvchilarni qafaslardan boshpanalar, ramplar va yog‘och uychalari bo‘lgan 5 kvadrat metrlik keng volyerga ko‘chirishdi. Bunday muhitda sichqonlar ikki baravar tezroq harakat qilishdi va 16 xil turdagi murakkab xulq-atvorni (kavlash, chiqish, ijtimoiy aloqalar) namoyish etishdi. Tadqiqotchilar, shuningdek, 32 ta berk ko‘chadan iborat labirintni uzoq muddatli o‘rganish testlarini ham o‘tkazishdi.

Fan va tibbiyot uchun istiqbollar
Ma’lumotlar tahlili shuni ko‘rsatdiki, po‘stloq faolligi hayvon joylashgan landshaftga qarab tizimli ravishda o‘zgaradi. O‘qitilgan chuqur ta’lim (deep learning) modeli faqatgina neyronlar faolligi namoyon bo‘lishiga tayanib, sichqonning volyerning aynan qayerida turganini yuqori aniqlikda aniqlay oldi.

Mualliflarning so‘zlariga ko‘ra, Airscope neyrobiologlarga misli ko‘rilmagan harakat erkinligini taqdim etadi. Kelajakda mikroskopni qo‘llash sohasi kognitiv tadqiqotlar doirasidan chiqib ketishi mumkin. Qurilmani immunologiya va onkologiya ehtiyojlari uchun moslashtirish rejalashtirilgan bo‘lib, bu tirik organizmda turli kasalliklar rivojlanishini uzluksiz va to‘liq kuzatib borish imkonini beradi.