Ученые сделали шаг к технологиям, которые могут напрямую взаимодействовать с мозгом. Новое исследование показало, что искусственные нейроны способны «общаться» с живыми клетками мозга и вызывать в них активность.
Как тестировали нейроны? Работа проведена исследователями из Northwestern University и описывает разработку печатных искусственных нейронов — гибких электронных устройств, которые имитируют сигналы настоящих нервных клеток.
В отличие от предыдущих подобных технологий, они не просто копируют форму сигнала, они также способны взаимодействовать с биологической тканью.
Ученые протестировали технологию на срезах мозга мышей. Оказалось, что искусственные нейроны могут генерировать электрические импульсы, которые активируют реальные нейроны и запускают нейронные цепи практически так же, как это происходит в живом мозге.
В чем уникальность этой разработки? Ключевое отличие новой разработки в реалистичности сигналов. Ранее искусственные нейроны либо работали слишком медленно, либо слишком быстро. В этом случае сигналы совпадают с биологическими по форме, длительности и времени.
Еще одна особенность — материалы и способ производства. Нейроны создаются с помощью печати электронных чернил на гибкой основе. В их составе используются наноматериалы, такие как графен и дисульфид молибдена. Этот подход делает устройства более дешевыми, гибкими и потенциально пригодными для имплантации.
Перспективы. В теории такие технологии могут использоваться для нейропротезов, например, для восстановления зрения, слуха или двигательных функций у людей с повреждениями нервной системы.
Ранее подобные нейроинтерфейсы и «искусственные нейроны» в основном создавались на базе традиционной кремниевой электроники — тех же принципов, что используются в обычных микрочипах. Это были жесткие, относительно негибкие устройства, их взаимодействие с нейронами было ограничено. Новая же технология открывает большие возможности — более точное и «естественное» взаимодействие с нейронами.
Кроме медицины, исследование имеет значение и для развития искусственного интеллекта. Мозг остается одной из самых энергоэффективных «вычислительных систем», и если получится воспроизвести механизмы его работы, это позволит создать более экономичные и мощные AI-системы.
Сейчас разработка находится на раннем этапе, но уже демонстрирует принципиально новый уровень взаимодействия между электроникой и живыми нейронными сетями.
