Кодирование и обработка информации в нейронных сетях in vitro с управляемой функциональной и морфологической архитектурой с помощью методов микрофлюидики

Исследования зависимости между функционированием нейронов и морфологической архитектурой сети клеток нацелены на понимание зависимости характеристик биоэлектрической активности сети клеток (паттернов активности) от архитектуры связей сети. Известно, что структура мозга состоит из множества рекуррентных связей на масштабе нескольких клеток и в пределах нескольких отделов мозга. Кора мозга состоит из кортикальных колонок с однонаправленной структурой сети. Подобные фундаментальные принципы морфологии сети клеток лежат в основе генерации ритмической активности и определяют потоки распространения и обработки информации, но точных экспериментальных исследований проделано не было. Для решения этой проблемы, стоящей на стыке биоинженерии и физики, требуется разработка новых методов нейроинженерии, методики направления роста отростков нейронов и их взаимодействий в нейронных сетях с помощью микрофлюдики и внеклеточной регистрации активности. Изучены: влияние морфологии сети клеток на ее функцию, реализация функции обработки информации в нейронной сети из нескольких кластеров на микрофлюидном чипе. Разработан и оптимизирован дизайн микрофлюидного чипа для культивирования от двух до четырех нейронных сетей с однонаправленными связями.