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

«Розовый шум» во время сна усиливает очистку мозга: новое исследование MIT

«Розовый шум» во время сна усиливает очистку мозга: новое исследование MIT

Травля медведей была привезена в Англию норманнами

Травля медведей была привезена в Англию норманнами

Китовая акула проплыла 54 700 км за 10 лет

Китовая акула проплыла 54 700 км за 10 лет

Эволюция – не слепой случай: ученые обнаружили скрытый «компас» в геноме

Эволюция – не слепой случай: ученые обнаружили скрытый «компас» в геноме

«Оземпик» продлил жизнь старым мышам на 100 дней

«Оземпик» продлил жизнь старым мышам на 100 дней

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

В МГУ научились предсказывать разрушение вертолетных лопастей

В МГУ научились предсказывать разрушение вертолетных лопастей

Виртуальный мозг мухи научили торговать криптовалютой

Виртуальный мозг мухи научили торговать криптовалютой

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

NASA и IBM создали ИИ для поиска льда и неизвестных объектов на Луне

NASA и IBM создали ИИ для поиска льда и неизвестных объектов на Луне