Roboții vor putea avea creier asemănător cu cel uman. Oamenii de știință au creat neuroni artificiali

• Oamenii de știință au creat neuroni artificiali (celule cerebrale) care ar putea fi viitorul medicinei sau primul pas în realizarea de roboți cu creier asemănător cu cel uman.
• Numiți c-OECN, aceștia imită îndeaproape 15 din cele 20 de caracteristici ale celulelor nervoase biologice.
• Anul trecut, aceeași echipă a demonstrat cum un neuron organic artificial a putut fi integrat într-o plantă carnivoră vie pentru a controla deschiderea și închiderea gurii acesteia.

Oamenii de știință au făcut o descoperire tehnologică, creând neuroni artificiali (celule cerebrale) care ar putea fi viitorul medicinei sau primul pas în realizarea de roboți cu creier asemănător cu cel uman.

O echipă de la Universitatea Linköping afirmă că această descoperire ar putea duce, de asemenea, la o mai bună înțelegere a bolii Alzheimer și a altor boli neurologice – ceea ce ar putea duce la noi tratamente. Celulele sintetice imită caracteristicile neuronilor biologici. Ele pot stimula nervii naturali, ceea ce le face o strategie promițătoare pentru terapiile viitorului.

Numiți c-OECN (neuroni electrochimici organici pe bază de conductanță), aceștia imită îndeaproape 15 din cele 20 de caracteristici ale celulelor nervoase biologice. Acest lucru înseamnă că funcționează într-un mod similar, ceea ce reprezintă un pas înainte major în domeniul inteligenței artificiale.

„Una dintre provocările cheie în crearea de neuroni artificiali care să imite în mod eficient neuronii biologici reali este capacitatea de a încorpora modularea ionică. Neuronii artificiali tradiționali realizați din siliciu pot emula multe caracteristici neuronale, dar nu pot comunica prin intermediul ionilor. În schimb, c-OECN-urile folosesc ioni pentru a demonstra mai multe caracteristici cheie ale neuronilor biologici reali”, afirmă Simone Fabiano, cercetător principal al grupului de nanoelectronică organică din cadrul Laboratorului de Electronică Organică de la Linköping, într-un comunicat de presă.

Oamenii de știință au reușit să controleze o plantă cu ajutorul neuronilor artificiali

Anul trecut, aceeași echipă a demonstrat cum un neuron organic artificial a putut fi integrat într-o plantă carnivoră vie pentru a controla deschiderea și închiderea gurii acesteia. Acesta a îndeplinit două dintre cele 20 de caracteristici care îl compară cu o celulă nervoasă biologică. Cel mai recent studiu, publicat în Nature Materials, reprezintă o îmbunătățire dramatică.

Cercetătorii au dezvoltat anterior tranzistoare electrochimice organice bazate pe polimeri conductori de tip n – materiale care pot conduce sarcini negative. Acest lucru a făcut posibilă construirea de circuite electrochimice organice complementare imprimabile. De atunci, grupul a lucrat pentru a le optimiza astfel încât să poată fi tipărite într-o presă pe o folie subțire de plastic. Ca urmare, acum este posibil să se realizeze mii de tranzistori pe un substrat flexibil și să se utilizeze pentru a dezvolta celule nervoase artificiale.

Ionii sunt atomi încărcați electric utilizați pentru a controla fluxul printr-un polimer, ceea ce duce la vârfuri de tensiune în dispozitiv, similar cu ceea ce se întâmplă în celulele nervoase biologice. Materialul unic permite, de asemenea, creșterea și scăderea curentului într-o curbă aproape perfectă în formă de clopot, care seamănă cu activarea și inactivarea canalelor ionice de sodiu găsite în natură.

„Mai mulți alți polimeri prezintă acest comportament, dar numai polimerii rigizi sunt rezistenți la perturbări, permițând dispozitivului să funcționeze în mod stabil”, spune Fabiano.

În cadrul experimentelor, oamenii de știință au conectat neuronii c-OECN la nervul vag al șoarecilor, unde au stimulat celulele – provocând o schimbare de 4,5 procente în ritmul cardiac. Aceasta ar putea deschide calea pentru aplicații esențiale în diverse forme de tratament medical, adaugă profesorul Fabiano.

Oamenii de știință lucrează la un model eficient din punct de vedere energetic

În general, semiconductorii organici au avantajul de a fi biocompatibili, moi și maleabili. De exemplu, nervul vag joacă un rol-cheie în sistemul imunitar și în metabolismul organismului. Cercetătorii intenționează acum să reducă consumul de energie al neuronilor artificiali, care este încă mult mai mare decât cel al celulelor nervoase umane.

„Sunt multe lucruri pe care încă nu le înțelegem pe deplin despre creierul uman și celulele nervoase. De fapt, nu știm cum se folosește celula nervoasă de multe dintre aceste 15 caracteristici demonstrate. Mimarea celulelor nervoase ne poate permite să înțelegem mai bine creierul și să construim circuite capabile să îndeplinească sarcini inteligente. Avem un drum lung de parcurs, dar acest studiu este un bun început”, spune Padinhare Cholakkal Harikesh, autorul principal al studiului.