Ученые из Северо-Западного университета (США) совершили шаг к интеграции электроники и человеческого мозга: они разработали новый класс напечатанных искусственных нейронов. Устройства способны активно стимулировать настоящие клетки мозга, а не просто моделировать нейронную активность.
Команда ученых создала специальные чернила на основе дисульфида молибдена и графена. С помощью аэрозольной струйной печати материалы нанесли на гибкие подложки — в отличие от традиционных жестких кремниевых чипов.
Ключевое достижение — преодоление ограничений печатной электроники. Вместо полного удаления стабилизирующих полимеров исследователи научились частично разлагать их в процессе работы. Пропуская ток через устройство, они вызывают дальнейшее разложение полимера — это позволяет формировать узкие проводящие каналы и генерировать резкие электрические импульсы, близкие к сигналам биологических нейронов.
Эксперименты провели совместно с нейробиологами, сигналы от искусственных нейронов подавали на срезы мозжечка мыши. Результаты показали, что живые нейроны реагируют на импульсы — они соответствуют ключевым характеристикам естественной активности по форме и временным параметрам.
Другие лаборатории пытались создать искусственные нейроны из органических материалов, но они реагировали слишком медленно. Или же они использовали оксиды металлов, которые реагировали слишком быстро. Мы находимся в том временном диапазоне, который ранее не был характерен для искусственных нейронов
Разработка открывает перспективы для нейрокомпьютерных интерфейсов и нейропротезов (в том числе для восстановления слуха, зрения и движений), а также может привести к созданию более энергоэффективных вычислительных систем по образцу мозга. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые разработали «переключатель» для гормона любви.
