Впервые удалось заставить клетки мозга реагировать на сигналы искусственных нейронов

Ученые из Северо-Западного университета представили инновационные искусственные нейроны, напечатанные на гибкой подложке и способные к непосредственной интеграции с биологическими тканями. Эти доступные в производстве устройства генерируют электрические импульсы, практически идентичные сигналам человеческого мозга, что позволяет эффективно управлять нейронной активностью.

В ходе лабораторных испытаний на срезах мозга грызунов напечатанные нейроны продемонстрировали способность успешно транслировать команды живым клеткам. Данный прорыв подтверждает исключительный уровень биосовместимости между современными электронными компонентами и естественными нервными структурами.

В основе разработки лежит использование высокотехнологичных материалов: полупроводникового дисульфида молибдена и графена в качестве проводника. С помощью метода аэрозольной печати эти компоненты наносятся на эластичную полимерную основу. Точечная модификация полимера формирует миниатюрные проводящие каналы, имитирующие физиологические импульсы. Созданные таким образом элементы способны воспроизводить сложные паттерны активности: от одиночных сигналов до непрерывных нейронных ритмов.

Тестирование на тканях мозжечка показало поразительное сходство искусственных сигналов с естественными биологическими процессами, что позволяет устройствам «включаться» в работу нейронных цепочек живого организма.

Практический потенциал технологии огромен: от создания продвинутых нейропротезов и нейроинтерфейсов до проектирования энергоэффективных вычислительных архитектур, имитирующих работу человеческого разума. Это особенно актуально для сферы искусственного интеллекта, где потребность в снижении затрат электроэнергии становится критическим фактором.

Технология аддитивного производства выгодно отличается экологичностью: благодаря точечному нанесению материалов минимизируется количество отходов, что является важным шагом в сторону устойчивого развития технологий в эпоху повсеместного внедрения ИИ.

Профессор Марк Херсам, возглавляющий данное исследование, подчеркивает, что человеческий мозг остается эталоном энергоэффективности, и глубокое изучение его принципов работы станет фундаментом для разработки компьютерных систем следующего поколения.

Источник: iXBT