A tudósok működőképes agysejtet hoztak létre só és víz keverékén: ScienceAlert | EatchbQ

A tudósok működőképes agysejtet hoztak létre só és víz keverékén: ScienceAlert

A kutatók most először szimuláltak szinapszisoknak nevezett neurológiai kapcsolatokat ugyanazon víz- és sóösszetevők felhasználásával, mint amit az agy használ, hozzájárulva egy virágzó mezőhöz, amely a biológiát az elektronikával egyesíti. iontronika.

A holland Utrecht Egyetem és a dél-koreai Sogang Egyetem csapata azt állítja, hogy az emberi agy működése ihlette őket, amely szintén vízben oldott töltött részecskéket, úgynevezett ionokat használ a jelek továbbítására az idegsejtekben.

Az agy információfeldolgozási képességének egyik fontos jellemzője a szinaptikus plaszticitás, amely lehetővé teszi a neuronok számára, hogy a bemeneti előzmények függvényében módosítsák a köztük lévő kapcsolatok erősségét.

Iontronicnak hívják memrisztoraz eszköz „emlékszik”, hogy korábban mekkora elektromos töltés áramlott át rajtaközelebb visz minket az emberi agy szuperképességeit utánozni képes mesterséges rendszerek létrehozásához.

Az új szinapszis grafikus ábrázolása. (Utrechti Egyetem)

“Ez döntő előrelépést jelent az olyan számítógépek felé, amelyek nemcsak az emberi agy kommunikációs mintáit képesek utánozni, hanem ugyanazt a médiát is használják.” mond Tim Kamsma elméleti fizikus az Utrechti Egyetemről.

A kúp alakú, benne víz és só oldattal, az iontronikus memrisztor mindössze 150 x 200 mikrométer méretű – körülbelül három-négy emberi hajszál szélessége egymás mellett. Az elektromos impulzusok hatására az ionok áthaladnak a kúp alakú csatornán, az elektromos töltés változása pedig az ionok mozgásának változásához vezet. A szinapszis elektromos vezetésének változása mérhető és dekódolható, hogy megértsük, mi volt a bemeneti jel. egyfajta emlék.

Szinapszis diagram
A mesterséges szinapszis mikroszkópos képe. (Kamsma et al., PNAS2024)

Még nagyon korai szakaszban van az eszköz, és az iontronikához általában. Azonban az, ahogyan a csatorna hossza befolyásolja a memrisztor memória-megtartási idejét, már arra utal, hogy a csatornák pontosan úgy szabhatók konkrét feladatokhoz, mint az agyban. A fizikusok azt is szeretnék látni, hogy ezek a szintetikus szinapszisok hogyan kombinálhatók különböző módokon.

Mivel viszonylag gyorsan és olcsón előállítható, az új kialakítás számos jövőbeni alkalmazáshoz méretezhető.

“Míg már léteznek szilárd anyagokon alapuló, összetett információk feldolgozására képes mesterséges szinapszisok, most mutatjuk meg először, hogy ez a bravúr víz és só felhasználásával is megvalósítható.” mond Kamsma.

“Hatékonyan replikáljuk a neuronális viselkedést egy olyan rendszer segítségével, amely ugyanazt a közeget használja, mint az agy.”

A remény az, hogy az agy által nyújtott terv hűséges követésével, ahelyett, hogy a hagyományos elektromos folyamatokra és alkatrészekre hagyatkoznánk, saját számítógépeinkkel közel kerülhetünk az agy kapacitásához és hatékonyságához.

A kutatók számára ez is egy erőteljes példa arra, hogy az elméleti és a kísérleti fizika hogyan kombinálható új tudományos alapok megtörése érdekében, így a csapat egy „wow” tényezőt ad a mesterséges szinapszis létrejöttének pillanatában.

– Azt hittem, hú! mond Kamsma. “Hihetetlenül örömteli szemtanúja lenni az elméleti sejtésekről a kézzelfogható, valós eredményekre való átmenetnek, ami végül ezeket a gyönyörű kísérleti eredményeket eredményezi.”

A kutatás ben jelent meg PNAS.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *