Разработаны гибкие искусственные нейроны, способные активировать живые клетки мозга

Исследователи из Северо-Западного университета разработали гибкие искусственные нейроны, напечатанные с использованием двумерных материалов, которые смогли активировать живые нейроны в тканях мозга мыши. В ходе лабораторных испытаний устройства генерировали электрические сигналы, вызывающие ответную реакцию реальных нервных клеток.

Новые элементы изготовлены методом аэрозольной струйной печати на гибких подложках. В качестве основы использованы чернила на основе дисульфида молибдена и графена. В конструкции применен метод частичного разложения стабилизирующего полимера: во время работы через устройство пропускается ток, который постепенно изменяет структуру материала и формирует узкие проводящие каналы. Это позволяет создавать короткие электрические импульсы, по временным характеристикам сопоставимые с сигналами биологических нейронов.

Разработанные искусственные нейроны способны воспроизводить различные режимы активности, включая одиночные импульсы и непрерывную генерацию сигналов. По данным исследователей, диапазон временных параметров соответствует активности живых клеток, что позволило добиться прямого взаимодействия с нейронными цепями.

Проверка проводилась совместно с нейробиологами на срезах мозжечка мыши. Электрические сигналы от печатных устройств передавались в ткань, после чего фиксировалась реакция нейронов. Эксперименты подтвердили, что форма и длительность импульсов достаточны для возбуждения живых клеток.

Авторы работы рассматривают эту технологию как основу для дальнейшего развития нейроинтерфейсов и нейропротезов, а также для создания вычислительных систем, работающих по принципам, близким к организации биологического мозга, и ориентированных на снижение энергопотребления.

Источник: Interesting Engineering