Вчені створили штучні нейрони, сигнали яких живий мозок сприйняв як свої

Інженери з Північно-Західного університету (Northwestern University) вперше за допомогою методу друку створили штучні нейрони, здатні не лише імітувати, а й безпосередньо взаємодіяти з живими клітинами мозку, оскільки пристрій генерує електричні сигнали, за своєю формою та часовими характеристиками ідентичні біологічним. Це відкриває пряму можливість створення інтерфейсу «людина—комп'ютер», а також нейроморфних комп'ютерів, що імітують роботу мозку.

Джерело зображення: Northwestern University

Основою цікавої технології стали чорнила з наночешуек дисульфіду молібдену та графену. З їхньою допомогою на гнучку полімерну підкладку методом струйного напилення наносився малюнок, після чого підкладка піддавалася впливу струму для часткового розкладання. Увесь фокус полягав у збереженні частини зв'язуючого полімерного матеріалу. Цей процес призводив до формування тонких провідних шляхів — філаментів або ниток. Таким чином, надруковані елементи могли безпосередньо впливати на форму та силу струму, що проходив через них, що дивовижним чином збігалося зі спектром сигналів нейронної активності — від одиничних спайків до пакетних «черг» імпульсів.

Збіг активності штучних нервових сигналів з природними був підтверджений експериментально: коли штучні нейрони підключили до зрізів тканин мозжечка миші, живі клітини відреагували на них як на свої власні, активуючи нейронні ланцюги. Це стало першою демонстрацією того, що надруковані нейрони можуть генерувати сигнали правильної форми і в правильному часовому діапазоні, не будучи при цьому ні занадто повільними, як попередні органічні аналоги, ні занадто швидкими, як електронні.

Представлена розробка прокладає шлях до створення інтерфейсів «мозок—комп'ютер» наступного покоління, нейропротезів для відновлення слуху, зору та руху, а також може вирішити проблему надмірного енергоспоживання штучного інтелекту. Якщо нейроморфним обчисленням вдасться досягти енергоефективності мозку, яка, за словами авторів, у п'ять порядків перевищує цю характеристику для класичних комп'ютерів, дана технологія в майбутньому дозволить створювати обчислювальні системи, що потребують для роботи кардинально менше ресурсів.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки