Ученые из Швеции создали первый органический электрохимический нейрон
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии