人工有机神经元高度模仿生物神经细胞的特性
瑞典林雪平大学 (LiU) 的研究人员创造了一种人工有机神经元,它非常模仿生物神经细胞的特征。这种人工神经元可以刺激自然神经,使其成为未来各种医学治疗的有前途的技术。
LOE 有机电子实验室继续致力于开发功能越来越强大的人工神经 细胞。2022 年,由西蒙娜·法比亚诺 (Simone Fabiano) 副教授领导的一组科学家展示了如何将人造有机神经元整合到活的食肉植物中,以控制其花胶的开合。这种合成神经细胞符合将其与生物神经细胞区分开来的 20 个特征中的两个。
在他们发表在《自然材料》杂志上的最新研究中, LiU 的同一位研究人员开发了一种新的人工神经细胞,称为基于电导的有机电化学神经元或 c-OECN,它密切模仿了 20 种表征生物特征的神经特征中的 15 种神经细胞,使其功能更类似于天然神经细胞。
“创建有效模拟真实生物神经元的人工神经元的关键挑战之一是结合离子调制的能力。由硅制成的传统人工神经元可以模拟许多神经特征,但不能通过离子进行通信。相比之下,c-OECN 使用离子来展示了真实生物神经元的几个关键特征,”LOE 有机纳米电子学组首席研究员 Simone Fabiano 说。
2018 年,林雪平大学的这个研究小组是最早开发基于n 型导电聚合物的有机电化学晶体管的研究小组之一,n 型导电聚合物是一种可以传导负电荷的材料。这使得构建可印刷的互补有机电化学电路成为可能。从那时起,该小组一直致力于优化这些晶体管,以便它们可以在印刷机中印刷在薄塑料箔上。因此,现在可以在柔性基板上打印数以千计的晶体管,并用它们来开发人造神经细胞。
在新开发的人工神经元中,离子用于控制电流通过 n 型导电聚合物的流动,从而导致设备电压出现尖峰。这个过程类似于生物神经细胞中发生的过程。人工神经细胞中的独特材料还允许电流以几乎完美的钟形曲线增加和减少,类似于生物学中发现的钠离子通道的激活和失活。
Simone Fabiano 说:“其他几种聚合物表现出这种行为,但只有刚性聚合物能够抵抗无序,从而实现稳定的设备运行。”
在与卡罗林斯卡研究所 (KI) 合作进行的实验中,新的 c-OECN 神经元与小鼠的迷走神经相连。结果表明,人工神经元可以刺激小鼠的神经,使它们的心率发生 4.5% 的变化。从长远来看,人工神经元可以刺激迷走神经本身这一事实可能为各种形式的医疗中的基本应用铺平道路。一般来说,有机半导体具有生物相容性、柔软性和可塑性等优点,而迷走神经在人体免疫系统和新陈代谢等方面起着关键作用。
研究人员的下一步将是降低人工神经元的能量消耗,该能量消耗仍远高于人类神经细胞。要人工复制自然,还有很多工作要做。
“关于人类大脑和神经细胞,我们还有很多不完全了解。事实上,我们不知道神经细胞如何利用这 15 个已证明的特征中的许多特征。模仿神经细胞可以使我们理解更好地开发大脑并构建能够执行智能任务的电路。我们还有很长的路要走,但这项研究是一个良好的开端,”该科学论文的主要作者、博士后 Padinhare Cholakkal Harikesh 说。
免责声明:本文由用户上传,与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考,并不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。 如有侵权请联系删除!
-
奔驰GLE作为豪华SUV市场中的佼佼者,凭借其卓越的性能、豪华的内饰以及宽敞的空间,吸引了众多消费者的关注。...浏览全文>>
-
在2025年,安徽阜阳地区的帕萨特新能源汽车市场表现非常活跃。作为一款备受关注的新能源车型,帕萨特新能源凭...浏览全文>>
-
近日,滁州地区的大众汽车经销商传来好消息:备受瞩目的2025款T-ROC探歌正式上市,并且以极具竞争力的价格吸引...浏览全文>>
-
在选择一款新能源汽车时,了解其价格和配置是非常重要的一步。安徽淮南地区的长安启源E07作为2024款的新车型,...浏览全文>>
-
阜阳长安启源A05作为长安汽车旗下的全新车型,自推出以来便凭借其独特的设计风格和丰富的配置吸引了众多消费者...浏览全文>>
-
阜阳长安启源A07作为一款备受瞩目的新能源车型,以其豪华配置和亲民的价格在市场上引起了广泛关注。这款车型不...浏览全文>>
-
安徽淮南威然2024款价格及配置详解随着汽车市场的不断更新换代,上汽大众旗下的MPV车型——威然(Viloran)凭...浏览全文>>
-
QQ多米新车报价2025款,买车省钱秘籍随着汽车市场的不断发展,消费者在选购车辆时不仅关注车型的性能和配置,...浏览全文>>
-
滁州途观X 2024款最新价格及买车省钱秘籍随着汽车市场的不断发展,大众途观X作为一款兼具时尚与性能的中型SUV...浏览全文>>
-
随着汽车市场的不断发展,大众蔚揽以其优雅的设计和卓越的性能赢得了众多消费者的青睐。作为一款兼具实用性和...浏览全文>>
- Nvidia DLSS 4 有望将游戏性能提高 8 倍
- 人工智能在预测自身免疫性疾病进展方面显示出良好的前景
- 心理物理实验揭示皮肤水分感知是如何改变的
- 科茨沃尔德公司庆祝圣诞节圆满成功
- 南法纳姆学校被评为萨里郡表现最好的小学
- 约克区九所小学将削减招生人数
- 松下新款电动汽车电池为 Lucid Gravity 带来 450 英里续航里程
- 泰国旅游呈现新趋势
- 研究人员找到在细胞水平上饿死前列腺癌肿瘤的新方法
- 领先的人工智能聊天机器人在测试中表现出类似痴呆症的认知能力下降
- 庞大的 Project Zomboid build 42 终于可以玩了
- Steam Replay 回归向您展示 2024 年您玩得最多的 PC 游戏
- Jollyes 推出强化的人才支持和招聘措施
- Karen Millen 与 Simon Harrison 共同推出全新高级珠宝系列
- 奇瑞风云A8L电动轿车刷新续航里程世界纪录
- 虚拟艺术家将别克 Cascada 带回 2026 款车型
- OnePlus 宣布推出新计划解决绿线问题
- OnePlus Watch 3 将拥有更大的电池和更薄的机身
- 研究人员发现可变剪接与自身免疫性疾病遗传之间的细胞类型特异性联系
- 科学家确定脑细胞类型是排尿的主要控制者