科学者たちは、脳が自分の信号として受け取る人工ニューロンを開発しました
北西大学(Northwestern University)のエンジニアは、神経細胞の機能を模倣するだけでなく、生体脳組織と直接相互作用できる印刷デバイスを初めて作成しました。これは「人間―コンピュータ」インターフェースやニューロモルフ計算機のより高度な開発への道を切り開きます。
1. 実際に印刷されたもの
- インク:ニコチン酸化物とグラフェンの混合物。
- 基板:インクジェットでパターンが転写される柔軟性ポリマー素材。
- パターンを塗布後、基板に電流を通すことで接着剤ポリマーを部分的に分解し、薄い導電経路(フィラメント/糸)だけを残します。
2. 仕組み
- 得られたフィラメントは、生物学的神経信号と同じ形状・時間特性で電流を運びます。単一スパイクから「バッチ」インパルスまで。
- したがって、印刷された要素は生体神経細胞のように電気信号を生成し制御できます。
3. 実験検証
- 合成ニューロンをマウス小脳切片に接続しました。
- 生きた細胞は印刷ニューロンからの信号を自分自身のものとみなし、神経回路が活性化されました。これにより形状と周波数の一致が確認されました。
4. 重要性
- 「脳―コンピュータ」インターフェース:脳活動とのより正確で生物学的に適合した相互作用。
- 神経義肢:聴覚・視覚・運動機能の回復。
- エネルギー効率:ニューロモルフ計算は従来型コンピュータと比べて10,000倍以上エコノミカルに可能。
結論
ニコチン酸化物とグラフェンで作られた印刷ニューロンは、生物学的信号と同一の電気信号を生成できます。これは、将来の高効率脳―コンピュータインターフェース、神経義肢、およびエネルギー節約型計算システム開発への第一歩です
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