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科技日報北京1月12日電 （記者張夢然）瑞典林雪平大學(xué)研究人員創(chuàng)造了一種人工有機神經(jīng)元，能逼真模仿生物神經(jīng)細(xì)胞的特征。這種人工神經(jīng)元可刺激自然神經(jīng)，使其成為未來各種醫(yī)學(xué)治療的有前途的技術(shù)。相關(guān)研究發(fā)表在最近的《自然·材料》雜志上。
新開發(fā)的人工神經(jīng)細(xì)胞被稱為“基于電導(dǎo)的有機電化學(xué)神經(jīng)元”（c-OECN），它密切模仿了生物神經(jīng)細(xì)胞20個神經(jīng)特征中的15個，使其功能更類似于天然神經(jīng)細(xì)胞。
研究人員表示，人工神經(jīng)元想要有效模擬真實生物神經(jīng)元，關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是結(jié)合離子調(diào)制的能力。由硅制成的傳統(tǒng)人工神經(jīng)元可模擬許多神經(jīng)特征，但不能通過離子進行通信。相比之下，c-OECN使用離子來展示真實生物神經(jīng)元的幾個關(guān)鍵特征。
在新開發(fā)的人工神經(jīng)元中，離子控制電流通過n型導(dǎo)電聚合物時的流動，從而使設(shè)備電壓出現(xiàn)尖峰，類似于生物神經(jīng)細(xì)胞中發(fā)生的過程。人工神經(jīng)細(xì)胞中的獨特材料還允許電流以幾乎完美的鐘形曲線增加和減少，類似于生物學(xué)中發(fā)現(xiàn)的鈉離子通道的激活和失活。
在與卡羅林斯卡研究所合作進行的實驗中，這種c-OECN神經(jīng)元與小鼠的迷走神經(jīng)相連。實驗表明，人工神經(jīng)元可刺激小鼠的神經(jīng)，使它們的心率發(fā)生4.5%的變化。
從長遠(yuǎn)來看，人工神經(jīng)元可刺激迷走神經(jīng)本身這一事實，可能為各種形式的醫(yī)療應(yīng)用鋪平道路。一般來說，有機半導(dǎo)體具有生物相容性、柔軟性和可塑性等優(yōu)點，而迷走神經(jīng)在人體免疫系統(tǒng)和新陳代謝等方面起著關(guān)鍵作用。
研究人員下一步將致力于降低人工神經(jīng)元的能量消耗。他們稱，模仿神經(jīng)細(xì)胞可讓人們更好地理解大腦并構(gòu)建能夠執(zhí)行智能任務(wù)的電路。雖然還有很長的路要走，但這項研究是一個良好的開端。
標(biāo)簽： 人工有機
