Искусственные органические нейроны. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Искусственные органические нейроны

16.01.2023

Исследователи из Линчепингского университета (LiU), Швеция, создали искусственный органический нейрон, точно повторяющий характеристики биологических нервных клеток. Этот искусственный нейрон может стимулировать природные нервы, что делает его перспективной технологией для различных медицинских процедур в будущем.

В лаборатории органической электроники LOE продолжается работа по разработке все более функциональных искусственных нервных клеток. В 2022 году команда ученых во главе с доцентом Симоной Фабиано продемонстрировала, как искусственный органический нейрон можно интегрировать в живое хищное растение, чтобы контролировать открывание и закрывание его пасти. Эта синтетическая нервная клетка соответствовала 2 из 20 характеристик, отличающих ее от биологической нервной клетки.

Исследователи из LiU разработали новую искусственную нервную клетку под названием "органический электрохимический нейрон на основе проводимости" или c-OECN, точно имитирующую 15 из нейронов. 20 нейронных особенностей, характеризующих биологические нервные клетки, что делает их функционирование намного похожим на естественные нервные клетки.

Одной из ключевых проблем в создании искусственных нейронов, эффективно имитирующих настоящие биологические нейроны, является способность включить ионную модуляцию. Традиционные искусственные нейроны, изготовленные из кремния, могут эмулировать многие нейронные функции, но не могут общаться через ионы. Напротив, c-OECN используют ионы, чтобы продемонстрировать несколько ключевых особенностей настоящих биологических нейронов", - говорит Симоне Фабиано, главный исследователь группы органической наноэлектроники в LOE.

В 2018 году исследовательская группа Линчепингского университета была одной из первых, кто разработал органические электрохимические транзисторы на основе ведущих полимеров n-типа, являющихся материалами, которые могут производить отрицательные заряды. Это позволило создавать комплементарные органические электрохимические схемы для печати. С тех пор группа работает над оптимизацией этих транзисторов, чтобы их можно было печатать в печатном станке на тонкой пластиковой фольге. В результате, теперь можно напечатать тысячи транзисторов на гибкой подложке и использовать их для разработки искусственных нервных клеток.

В недавно разработанном искусственном нейроне ионы используются для управления потоком электронного тока через ведущий полимер n-типа, что приводит к скачкам напряжения устройства. Этот процесс похож на происходящее в биологических нервных клетках. Уникальный материал в искусственной нервной клетке также позволяет увеличивать и уменьшать ток почти идеальной колокольчатой кривой, напоминающей активацию и инактивацию каналов ионов натрия, обнаруженные в биологии.

В экспериментах, проведенных в сотрудничестве с Каролинским институтом (KI), новые нейроны c-OECN были подключены к блуждающему нерву мышей. Результаты показывают, что искусственный нейрон может стимулировать нервы мышей, вызывая изменение частоты сердечных сокращений на 4,5%.

Тот факт, что искусственный нейрон может стимулировать сам блуждающий нерв, в долгосрочной перспективе может проложить путь для важных применений в разных формах лечения. В общем, органические полупроводники имеют преимущество в том, что они биосовместимы, мягки и пластичны, тогда как блуждающий нерв играет ключевую роль, например, в иммунной системе и метаболизме организма.

<< Назад: Открыт принципиально новый способ охлаждения 17.01.2023

>> Вперед: Суперурожайный рис 16.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Доказано существование правила энтропии для квантовой запутанности 09.05.2024

Квантовая механика продолжает удивлять нас своими таинственными явлениями и неожиданными открытиями. Недавно Бартош Регула из Центра квантовых вычислений RIKEN и Людовико Лами из Амстердамского университета представили новое открытие, которое касается квантовой запутанности и ее связи с энтропией. Квантовая запутанность играет важную роль в современной квантовой информатике и технологиях. Однако сложность ее структуры делает понимание и управление ею сложными задачами. Открытие Регула и Лами показывает, что для квантовой запутанности справедливо правило энтропии, подобное тому, которое существует для классических систем. Это открытие открывает новые перспективы в области квантовой информатики и технологий, углубляя наше понимание квантовой запутанности и ее связи с термодинамикой. Результаты исследования указывают на возможность обратимости преобразований запутанности, что может значительно упростить их использование в различных квантовых технологиях. Открытие нового правила э ...>>

Мини-кондиционер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Лето - время отдыха и путешествий, но часто жара может превратить это время в невыносимую муку. Встречайте новинку от Sony - мини-кондиционер Reon Pocket 5, который обещает сделать лето более комфортным для своих пользователей. Sony представила уникальное устройство - мини-кондиционер Reon Pocket 5, который обеспечивает охлаждение тела в жаркие дни. С его помощью пользователи могут наслаждаться прохладой в любое время и в любом месте, просто нося его на шее. Этот мини-кондиционер оснащен автоматической настройкой режимов работы, а также датчиками температуры и влажности. Благодаря инновационным технологиям, Reon Pocket 5 регулирует свою работу в зависимости от активности пользователя и условий окружающей среды. Пользователи могут легко настраивать температуру с помощью специального мобильного приложения, подключенного через Bluetooth. Кроме того, для удобства доступны специально разработанные футболки и шорты, к которым можно прикрепить мини-кондиционер. Устройство может ох ...>>

Энергия из космоса для Starship 08.05.2024

Производство солнечной энергии в космосе становится все более реальным с появлением новых технологий и развитием космических программ. Руководитель стартапа Virtus Solis поделился видением использования Starship от SpaceX для создания орбитальных электростанций, способных обеспечивать энергией Землю. Стартап Virtus Solis представил амбициозный проект по созданию орбитальных электростанций, используя Starship от SpaceX. Эта идея может значительно изменить сферу производства солнечной энергии, сделав ее более доступной и дешевой. Основой плана стартапа является снижение стоимости запуска спутников в космос с использованием Starship. Предполагается, что благодаря этому технологическому прорыву производство солнечной энергии в космосе станет более конкурентоспособным по сравнению с традиционными источниками энергии. Виртуальная Solis планирует создать крупные фотоэлектрические панели на орбите, используя Starship для доставки необходимого оборудования. Однако одним из ключевых выз ...>>

Новый метод создания мощных батарей 08.05.2024

С развитием технологий и расширением использования электроники становится все более актуальным вопрос создания эффективных и безопасных источников энергии. Исследователи из университета Квинсленда представили новый подход к созданию мощных батарей на основе цинка, который может изменить пейзаж энергетической индустрии. Одной из главных проблем традиционных перезаряжаемых батарей на водной основе было их низкое напряжение, что ограничивало их применение в современных устройствах. Но благодаря новому методу, разработанному учеными, этот недостаток успешно преодолен. В рамках своего исследования ученые обратились к специальному органическому соединению - катехолу. Оно оказалось важным компонентом, способным улучшить стабильность работы батареи и увеличить ее эффективность. Этот подход привел к значительному увеличению напряжения цинк-ионных аккумуляторов, что сделало их более конкурентоспособными. По словам ученых, такие батареи обладают несколькими преимуществами. Они обладают б ...>>

Спиртуознасть теплого пива 07.05.2024

Пиво, как один из наиболее распространенных алкогольных напитков, имеет свой уникальный вкус, который может меняться в зависимости от температуры потребления. Новое исследование, проведенное международной группой ученых, обнаружило, что температура пива оказывает значительное влияние на восприятие алкогольного вкуса. Исследование, возглавляемое материаловедом Лей Цзяном, показало, что при разных температурах молекулы этанола и воды формируют различные типы кластеров, что влияет на восприятие алкогольного вкуса. При низких температурах образуются более пирамидоподобные кластеры, что снижает остроту "этанолового" вкуса и делает напиток менее алкогольным на вкус. Наоборот, при повышении температуры кластеры становятся более цепочными, что приводит к более выраженному алкогольному вкусу. Это объясняет, почему вкус некоторых алкогольных напитков, таких как байцзю, может меняться в зависимости от температуры. Полученные данные открывают новые перспективы для производителей напитков, ...>>

Случайная новость из Архива

Любовь мозга к границам 19.08.2016

Ученые объяснили пристрастие людей к заборам, заборчикам, ограждениям, границам и капитальным стенам. Оказывается, в человеческом мозге существует особый - и довольно большой - отдел, который обрабатывает информацию о пространственных границах. Эта информация помогает нам ориентироваться в пространстве.

"Границы в окружающей среде влияют на то, как мы двигаемся внутри них", - комментирует автор исследования Суджин Парк (Soojin Park) из университета Джона Хопкинса. В ходе эксперимента испытуемым показывали изображения объектов на плоской поверхности, объекты, обнесенные низкой стеной, и объекты, окруженные высокими стенами. С размером стен росла активность зон мозга, отвечающих за обработку визуальной информации; однако другой участок мозга возбуждался одинаково при виде больших и небольших оград.

"Наш мозг очень чувствителен к любому виду очерченной границы. Самое важное для восприятия - это вертикаль", продолжает Парк.

Когда мы видим некое место, на его пространственные характеристики реагирует участок гиппокампа, который известен как "пейзажный отдел" мозга - там обрабатываются изображения пространств и мест (другие участки мозга обрабатывают преимущественно изображения лиц и других объектов).

Когда мозг получает картинку пространственной структуры, которую распознает как препятствие и ограничение, возбуждается другой участок - ретроспленальная кора, находящаяся глубоко в мозге. Она так же участвует в обработке пейзажей и интерьеров, однако теперь ясно, что этот участок в большей степени контролирует навигацию в пространстве, чем оценку местности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте