Инженеры из Массачусетского университета в Амхерсте разработали искусственный нейрон, способный напрямую обмениваться сигналами с биологическими нейронами и имитировать их деятельность. Результаты исследования, нацеленного на приближение электронных систем к принципу работы человеческого мозга, были опубликованы в журнале «Nature Communications».
Главной особенностью нового устройства стало крайне низкое энергопотребление. По словам инженера Джуна Яо, искусственная структура функционирует при напряжении около 0,1 вольта. Этот показатель практически соответствует уровню напряжения, который используют естественные нейроны в человеческом организме. Для работы предыдущих моделей искусственных нейронов требовалось примерно в 10 раз больше напряжения и в 100 раз больше энергии.
В основе работы устройства лежат белковые нанопровода, синтезируемые бактериями. Материал биологического происхождения может функционировать во влажной среде, аналогичной внутренним тканям организма. Именно эта особенность позволяет электронной системе эффективно взаимодействовать с живыми клетками.
Созданная технология может стать важным шагом в развитии электронных устройств, имитирующих работу мозга — нейроморфных систем. В будущем такие архитектуры считаются основой для компьютеров нового поколения и интеллектуальных машин, работающих с минимальными затратами энергии, более эффективных, чем современные чипы.
Ученые также отмечают, что технология имеет большие перспективы применения в медицине. Искусственные нейроны помогут в создании новых нейроинтерфейсов и устройств для восстановления утраченных функций нервной системы. В долгосрочной перспективе эта технология облегчит лечение неврологических заболеваний и улучшит интеграцию между электроникой и мозгом человека.
Исследователи подчеркивают, что проект пока находится на ранней стадии. Тем не менее создание возможности прямого диалога между искусственным элементом и живыми нейронами уже оценивается как важный этап на пути к разработке сложных биогибридных систем.
Источник: 9tv.co.il
