Ученые создали искусственный нейрон, работающий как биологический

Инженеры из Массачусетского университета разработали искусственный нейрон, который активируется и обучается при напряжении 0.1 В — как настоящая нервная клетка. Технология открывает путь к созданию энергоэффективных нейроинтерфейсов и биосовместимой электроники.

Ученые создали искусственный нейрон, работающий как биологический

Исследователи создали искусственный нейрон на основе мемристора с использованием белковых нанопроводов из бактерии Geobacter sulfurreducens. Устройство потребляет в 100 раз меньше энергии и работает при в 10 раз меньшем напряжении, чем предыдущие разработки. Нейрон демонстрирует полный цикл электрической активности: интеграцию сигналов, генерацию импульса и рефрактерный период.

Ключевые особенности технологии:

  • Напряжение работы 60 мВ сопоставимо с биологическими нейронами
  • Химические сенсоры реагируют на ионы и нейромедиаторы
  • Прямое взаимодействие с живыми клетками без усиления сигнала
  • Энергопотребление на уровне 1.7 наноампера
Диаграммы, демонстрирующие подключение искусственного нейрона к клетке сердечной мышцы, регистрируемые им сигналы и ответную активацию нейрона.

Ученые подключили искусственный нейрон к кардиомиоцитам человека, продемонстрировав регистрацию изменений сердечной активности под воздействием норадреналина. Система способна интерпретировать биологические сигналы в реальном времени без промежуточного усиления, что устраняет ключевое препятствие для интеграции электроники с живыми тканями.

Хотя технология пока существует в виде лабораторного прототипа, она открывает перспективы для создания новых медицинских имплантов и нейрокомпьютерных интерфейсов. Низкое энергопотребление делает возможным разработку носимых сенсоров для мониторинга здоровья и систем точной доставки лекарств. В перспективе такие нейроны могут стать основой для вычислительных систем, работающих по принципам человеческого мозга.

Читайте также

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

США и Япония хотят добывать редкоземельные металлы на глубине 6 км

США и Япония хотят добывать редкоземельные металлы на глубине 6 км

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов