• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
24 февраля
Мария Осетрова
4 623

Ученые из Швеции создали первый органический электрохимический нейрон

6.3

Исследователи впервые представили искусственный нейрон на основе напечатанных на подложке электрохимических транзисторов. Он способен к обучению подобно реальным нейронам и смог интегрироваться с живым организмом, заставив венерину мухоловку захлопнуться в отсутствие добычи.

Схема искусственного нейрона и его создатели. / © Thor Balkhed
Схема искусственного нейрона и его создатели. / © Thor Balkhed

Развитие исследований в области интерфейсов мозг-машина, носимой электроники и протезов нового поколения требует интеграции искусственных нейроморфных устройств с биологическими системами. Обычно в этих целях используют устройства на основе кремния, однако они имеют ряд недостатков: они, как правило, слишком жесткие, недостаточно биосовместимы, а принцип их работы сильно отличается от биологических принципов передачи сигнала. В качестве альтернативы шведские ученые предложили органические полупроводники, принцип действия которых куда больше похож на работу реальных нейронов.

Ранее эта же группа создала напечатанные на подложке биосовместимые электрохимические транзисторы. Они содержали в своем составе полимеры как p-типа, так и n-типа, то есть могли переносить как положительные, так и отрицательные заряды. Это позволило создать органические электрохимические транзисторы, которые можно было печатать на тонкой пластиковой фольге. Объединив ряд транзисторов в одну схему, ученые создали синтетические аналоги нейрона и синапса — места контакта двух нейронов.

Полученные искусственные нейроны функционировали при напряжении менее 0,6 В — это почти на порядок ниже напряжений, с которыми работали предыдущие аналоги, что создавало проблему при попытке интеграции с живыми организмами. Чтобы продемонстрировать функциональность созданного нейрона, ученые «подключили» к нему венерину мухоловку и успешно передали сигнал к закрытию ловчего аппарата, хотя добыча в него не попадалась. Наконец, авторы работы показали, что искусственный электрохимический синапс способен к обучению в соответствии с принципом Хебба, сформулированным для реальных нейронов: согласно этому правилу, одновременная активация нейронов укрепляет их синаптическую связь.

Таким образом, ученым удалось создать локализованные искусственные нейронные системы, которые можно интегрировать с биосигнальными системами растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Они могут стать основой носимой электроники и интерфейсов мозг-компьютер нового поколения.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Communications.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Вчера, 16:09
Сергей Янкин

При помощи численного моделирования электромагнитных, механических и акустических процессов компания Tectonic Audio Labs создала современный динамик со сбалансированным излучателем (технология balanced mode radiator, или BMR). Динамик был использован в гарнитуре виртуальной реальности (VR) для корпорации Valve и теперь считается золотым стандартом для VR-аудио.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: