Инженеры создали искусственные нейроны, которые передают сигналы живым клеткам — технология может лечь в основу нейроинтерфейсов и энергоэффективных вычислений будущего, сообщает El.kz. 

Инженеры Northwestern University разработали искусственные нейроны, способные взаимодействовать с живыми клетками мозга. 

Новые устройства создаются с помощью аэрозольной струйной печати — технологии, при которой так называемые «электронные чернила» наносятся на гибкий полимер с высокой точностью. Это позволяет получать мягкие структуры, близкие по свойствам к биологическим тканям. Главное отличие разработки — способность генерировать сложные электрические сигналы, аналогичные тем, что используют реальные нейроны. В отличие от большинства существующих искусственных аналогов, такие нейроны могут воспроизводить разные типы активности: одиночные импульсы, серии сигналов и прерывистые паттерны.

Особенность технологии связана с использованием полимера. Обычно его недостатки — ухудшение проводимости — стараются устранить. Однако в этом случае ученые применили обратный подход: материал частично разлагается, формируя узкий проводящий канал. Это позволяет создавать резкий электрический отклик, напоминающий работу живого нейрона.

Работу устройств проверили на срезах мозжечка мыши. Эксперименты показали, что сигналы искусственных нейронов вызывают отклик у настоящих — совпадая не только по времени, но и по форме импульсов. Это подтвердило способность устройств запускать активность нейронных цепей.

Разработка также отличается высокой энергоэффективностью. Один такой нейрон способен кодировать больше информации, чем традиционные элементы, используемые в современных вычислительных системах. Это означает, что для выполнения задач потребуется меньше компонентов и энергии — особенно актуально на фоне растущих затрат на работу систем искусственного интеллекта. Кроме того, технология печати снижает количество отходов и удешевляет производство, так как материалы используются только в необходимых участках.

По мнению авторов, такие нейроны могут стать основой для нейроинтерфейсов и нейропротезов — например, для восстановления слуха, зрения или двигательных функций. Также они открывают перспективы создания вычислительных систем, работающих по принципам, близким к человеческому мозгу. Ожидается, что дальнейшее развитие подобных технологий позволит сблизить электронные системы с живыми тканями. Это может изменить подход к лечению неврологических заболеваний и сделать сложные вычисления более доступными — не только для крупных компаний, но и для медицины и малого бизнеса.

Ранее мы писали, как выращивают разноцветные цветы: опыт иностранных селекционеров.