Инженеры в США создали первые искусственные нейроны, способные напрямую взаимодействовать с живыми клетками
Учёные из Университета Массачусетса в Амхерсте представили первые искусственные нейроны, которые могут работать на тех же напряжениях, что и биологические, и подключаться к живым клеткам без посредников. Это достижение приближает возможность создания биоинтегрированных компьютеров и новых поколений медицинских устройств.
В основе технологии — белковые нанонити, полученные из бактерии Geobacter sulfurreducens, способной генерировать электричество. Ранее на основе этих белков команда уже создавала биоэлектрические плёнки, сенсоры и даже мини-генераторы, работающие от влажности воздуха или пота.
В новой работе исследователям удалось построить электронный нейрон, работающий при напряжении всего 0,1 Вольта — примерно столько же, сколько используют живые нейроны в организме. Для сравнения, предыдущие попытки создания искусственных нейронов требовали в 10 раз больше напряжения и в 100 раз больше энергии. Это делало их не только неэффективными, но и несовместимыми с биологическими структурами.
Именно низкое напряжение и позволяет этим нейронам взаимодействовать с живыми клетками — получать и передавать сигналы напрямую. Потенциальные применения — от биосовместимых нейроинтерфейсов до новых классов энергоэффективных компьютеров, работающих по принципам живой нервной системы.
Один из авторов работы, инженер Шуай Фу, отметил: «Мозг обрабатывает огромные объёмы информации, потребляя при этом не больше 20 Вт — в то время как большая языковая модель может тратить на те же задачи сотни киловатт». С его точки зрения, вдохновлённая биологией электроника — это шанс создать вычислительные системы нового типа: не просто более «умные», а фундаментально более экономные и простые.
Соавтор исследования, профессор Цзюнь Яо, добавил, что технология также может применяться в медицинских носимых устройствах, которые будут обходиться без громоздких усилителей сигнала. Сегодня любой биосенсор требует промежуточной обработки сигнала, но с новыми нейронами этот шаг можно исключить — за счёт близости характеристик к живым тканям.
Работа опубликована в Nature Communications и продолжает серию исследований, в которых учёные объединяют электронику и микробиологию, стремясь сделать интерфейс между человеком и машиной естественным и прямым.
Не знаю как вас, а меня немного пугают такие технологии!