Искусственные нейроны научились общаться с мозгом: шаг к интерфейсам мозг-компьютер

Учёные создали искусственные нейроны, способные напрямую взаимодействовать с живыми клетками мозга. Новые искусственные нейроны открывают путь к интерфейсам мозг-компьютер и более энергоэффективным системам ИИ.

Искусственные нейроны научились общаться с мозгом: шаг к интерфейсам мозг-компьютер

Исследователи из Northwestern University представили новый класс печатных искусственных нейронов, который приближает электронику к биологии гораздо ближе, чем предыдущие разработки. В отличие от традиционных моделей, эти устройства не просто имитируют поведение нервных клеток, а способны напрямую взаимодействовать с ними, вызывая реальную реакцию.

Ключевая особенность технологии — использование гибких печатных материалов вместо классических кремниевых компонентов. Команда создала специальные «чернила» на основе графена и дисульфида молибдена, которые наносятся на подложку с помощью аэрозольной печати. Такой подход позволяет создавать тонкие, недорогие и адаптивные структуры, больше напоминающие архитектуру мозга, чем привычные чипы. Сам механизм работы этих устройств также отличается от традиционной электроники. Вместо стабильных и предсказуемых сигналов искусственные нейроны генерируют импульсы, по форме и времени близкие к биологическим. Это стало возможным благодаря контролируемому разрушению полимеров внутри материала, что формирует проводящие каналы и задаёт нужную динамику сигналов.

Эксперименты показали, что такие сигналы действительно «понимаются» живыми нейронами. В сотрудничестве с нейробиологами исследователи протестировали систему на тканях мозга мышей, где искусственные импульсы успешно активировали реальные нейронные цепи. Это означает, что созданные устройства работают в том же временном диапазоне, что и биологические системы — важнейшее условие для полноценного взаимодействия.

Разработка открывает новые перспективы для технологий brain-computer interface, где требуется точный обмен сигналами между мозгом и электроникой. В будущем такие решения могут лечь в основу нейропротезов, способных восстанавливать слух, зрение или двигательные функции, а также систем, напрямую соединяющих человека с компьютером. Одновременно работа затрагивает ещё одну важную проблему — энергопотребление современных вычислений. В отличие от традиционных процессоров, которые наращивают мощность за счёт увеличения числа транзисторов, мозг достигает эффективности за счёт гибкости и разнообразия нейронов. Новые искусственные нейроны повторяют этот принцип, что может привести к созданию более экономичных систем искусственного интеллекта.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Nanotechnology, показывает, что граница между биологией и электроникой постепенно стирается. Если технологии продолжат развиваться в этом направлении, в будущем вычислительные системы смогут не просто обрабатывать данные, а взаимодействовать с живыми организмами на фундаментальном уровне.

Читайте также

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

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

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

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе