有大脑的机器人即将出现?科学家创造了突破性的人造神经元(人工脑细胞)

瑞典林雪平大学(Linköping University)的科学家们取得了一项技术突破，创造了人造神经元(脑细胞)，这可能是医学的未来，也可能是制造具有类人大脑的机器人的第一步。

林雪平大学的一个研究小组表示，这一突破还可以让人们更好地了解阿尔茨海默病和其他神经系统疾病，并有可能带来新的治疗方法。这种合成细胞会模仿生物神经元的特征。它们可以刺激自然神经，使其成为一种未来有前途的治疗策略。

它们被命名为c-OECNs(基于电导的有机电化学神经元)，它们与生物神经细胞的20种特征中的15种非常相似。这意味着它们以类似的方式运行，这是人工智能向前迈出的一大步。

研究人员Simone Fabiano表示：“创造能有效模拟真实生物神经元的人工神经元的关键挑战之一是结合离子调制的能力。由硅制成的传统人工神经元可以模拟许多神经功能，但不能通过离子进行通信。相比之下，c-OECNs使用离子来展示真正生物神经元的几个关键特征。”

林雪平大学研究人员开发的人造神经元。(Credit: Thor Balkhed)

    科学家们能够用人造神经元控制植物

去年，同一团队演示了如何将人造有机神经元整合到活的食肉植物中，以控制其嘴巴的张开和闭合。它符合与生物神经细胞相比较的20个特征中的两个。该研究发表在《自然材料》杂志上，是该领域一个巨大的进步。

研究人员此前开发了基于n型导电聚合物的有机电化学晶体管，n型导电聚合物是一种可以传导负电荷的材料。这使得构建可打印的互补有机电化学电路成为可能。

从那时起，该小组一直致力于优化它们，以便它们可以被打印在薄塑料箔上。因此，现在有可能在一个柔性基板上制造数千个晶体管，并用它们来开发人工神经细胞。

离子是一种带电原子，用于控制聚合物的流动，导致设备电压的峰值，类似于生物神经细胞中发生的情况。这种独特的材料还允许电流以几乎完美的钟形曲线增加和减少，类似于自然界中发现的钠离子通道的激活和失活。

Fabiano教授说:“其他几种聚合物也表现出这种行为，但只有刚性聚合物对无序有弹性，从而使设备能够稳定运行。”

在实验中，科学家们将c-OECN神经元连接到小鼠的迷走神经，在那里刺激细胞，导致心率变化4.5%。Fabiano教授补充说，这可能为在各种形式的医疗应用铺平道路。

这项新研究的主要作者Padinhare Cholakkal Harikesh制造了用于人造神经元的化学晶体管。(Credit: Thor Balkhed)

    科学家们正在研究一种节能模型

一般来说，有机半导体具有生物相容性、柔软性和延展性的优势。例如，迷走神经在人体的免疫系统和新陈代谢中起着关键作用。研究人员现在计划降低人工神经元的能量消耗，这仍然比人类神经细胞的能量消耗高得多。

该研究的主要作者Padinhare Cholakkal Harikesh说，“关于人类大脑和神经细胞，我们还有很多不了解的地方。事实上，我们不知道神经细胞是如何利用这15种特征中的许多特征的。模拟神经细胞可以使我们更好地了解大脑，并构建能够执行智能任务的电路。我们还有很长的路要走，但这项研究是一个良好的开端。”

来源：

https://studyfinds.org/robots-brain-artificial-neurons/

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