נוירון מלאכותי העשוי פלסטיק מוליך שיכול לבצע פונקציות מתקדמות הדומות לאלו של תאי עצב ביולוגי הוכח על ידי חוקרים באוניברסיטת לינקופ, שוודיה. התוצאות, שפורסמו ב התקדמות מדעיתסלול את הדרך לדור חדש של חיישנים משולבים גוף, השתלים רפואיים ורובוטיקה.
חיקוי התנהגותם של נוירונים ביולוגיים היה מזמן מטרה מרכזית בהנדסה נוירומורפית כביכול. אלקטרוניקה מבוססת סיליקון מסורתית נופלת מכיוון שהם לא מדברים באותה שפה כמו תאי העצב בגופנו. "
סימון פביאנו, פרופסור למדעי חומרים באוניברסיטת לינקופינג, ליו
במקום להסתמך על סיליקון נוקשה, הצוות של סימון פביאנו במעבדה לאלקטרוניקה אורגנית ב- LIU עובד עם סוג של חומרים רכים וגמישים הנקראים פולימרים מצומדים שיכולים להעביר יונים ואלקטרונים כאחד. יכולת כפולה זו מאפשרת להם להתממשק יותר מקרוב עם מערכות ביולוגיות.
במאמר שפורסם ב התקדמות מדעיתקבוצת המחקר של סימון פביאנו הראתה כי הנוירונים המלאכותיים שלהם יכולים לבצע סוג של עיבוד מידע שנצפה במערכת העצבים שלנו. פונקציה זו פירושה שהנוירון מופעל רק כאשר קלט אחד קיים ואחר אחר נעדר. זה נקרא איתור נגד קרקע והוא עקרון ליבה במשימות כמו חישה מישושית.
"אנו יכולים לדמיין להשתמש במכשירים אלה כדי להוסיף תחושת מגע בתותבות או ברובוטיקה. הם מראים כי אלקטרוניקה אורגנית אינה רק אלטרנטיבות רכות יותר לסיליקון, אלא יכולה לאפשר סוגים חדשים של מחשוב עצבי המחבר ביולוגיה לאלקטרוניקה", אומר סימון פביאנו.
במקביל לפיתוח פונקציונליות מתקדמת, קבוצת המחקר שלו פעלה גם לפשט את המבנה הבסיסי של נוירונים מלאכותיים אלה.
בתחילת 2023 הצליחו החוקרים בקמפוס נורקופינג ליצור תאי עצב מלאכותיים ששיחזרו 15 מתוך 22 תכונות המפתח של נוירונים ביולוגיים. עם זאת, אותם תאי עצב מפלסטיק הסתמכו על רכיבים רבים ושונים, שהגבילו את השימוש המעשי שלהם.
עכשיו, במחקר שפורסם ב תקשורת טבעהצוות שיכלל עוד יותר את הטכנולוגיה. הם הפחיתו את תא העצב המלאכותי לטרנזיסטור אלקטרוכימי אורגני יחיד, תוך שהם עדיין משכפלים עד 17 תכונות עצביות. נוירון מלאכותי זה אינו רק פונקציונלי במיוחד אלא גם קומפקטי ביותר, דומה בגודל לתא עצב אנושי.
"זהו אחד הנוירונים המלאכותיים הפשוטים והרלוונטיים ביותר מבחינה ביולוגית שנעשו עד כה. זה פותח את הדלת לשילוב נוירונים סינתטיים ישירות עם רקמות חיות או רובוטים רכים", אומר סימון פביאנו.
המחקר נתמך בעיקר על ידי קרן קנוט ואליס וולנברג, מועצת המחקר האירופית, מועצת המחקר השבדית והקרן השוודית למחקר אסטרטגי ובאמצעות תחום המחקר האסטרטגי השבדי במדעי חומרים על חומרים פונקציונליים מתקדמים (AFM) באוניברסיטת לינקופינג.
