Многонациональная исследовательская группа, в которую вошли ученые из Китая и Сингапура, разработала искусственный нейрон, который может общаться с помощью нейротрансмиттера дофамина. Исследователи опубликовали свое творение и предполагаемое использование в научном журнале Nature Electronics (здесь ссылка).
Как отмечают ученые в представленной работе, большинство интерфейсы мозг-компьютер он полагается на электрические сигналы как на средство связи: как правило, односторонние сигналы, которые считываются и интерпретируются мозгом.
В новом исследовании ученые сделали шаг вперед к созданию интерфейса мозг-компьютер, способного осуществлять связь в обоих направлениях и, прежде всего, не на основе электрических сигналов, а посредством химических медиаторов.
Искусственный нейрон на заре революции
Искусственный нейрон, созданный командой, состоит из одного очень тонкого листа графена (атомов углерода) и электрода из углеродных нанотрубок (опять же, по сути, «листа» атомов углерода, свернутого в трубку).
Затем к этой первой структуре был добавлен датчик, способный обнаруживать присутствие дофамина, и другое устройство, называемое мемристором, которое вместо этого способно высвобождать дофамин. Как? С помощью термоактивируемого гидрогеля, прикрепленного к другому концу искусственного нейрона.
Испытания в лаборатории
Исследователи проверили коммуникационную способность своего искусственного нейрона, поместив его в чашку Петри с некоторыми клетками мозга, взятыми у крысы.
И там они открыли лучшее. Устройство было способно воспринимать и реагировать на дофамин, создаваемый и посылаемый клетками мозга крысы. Да и не только. Он также был способен, в свою очередь, производить дофамин, который затем вызывал реакцию в клетках мозга крысы.
В ходе испытаний ученые даже смогли активировать небольшой образец мышцы мыши, посылая дофамин в ее седалищный нерв.
Как и клетки мозга, мемристор можно запрограммировать на генерацию и отправку различного количества дофамина в зависимости от применения.
Сведение этой технологии к световой системе на данный момент не мыслимо: сами авторы исследования признают, что их конфигурация довольно громоздка.
Однако уже сегодня в его нынешнем виде его можно использовать в протезном устройстве.
А завтра, при правильном размере, он сможет навсегда изменить интерфейсы мозг-компьютер.
