Szwedzki zespół stworzył drukowany, syntetyczny neuron z uczącą się synapsą, który sterował liśćmi muchołówki. Według badaczy to duży krok w stronę bionicznych protez, neurologicznych implantów czy inteligentnych, miękkich robotów.
Badacze z Uniwersytetu w Linköping opracowali drukowaną, złożoną z organicznych tranzystorów, sztuczną komórkę nerwową. Tranzystory takie działają zarówno w oparciu o ruch elektronów (jak tradycyjna elektronika) oraz jonów (podobnie, jak żywe tkanki). Dzięki temu wynalazek może pozwolić m.in. na łączenie elektronicznych urządzeń z żywymi organizmami.
W pierwszych testach tego typu badacze podłączyli wydrukowaną komórkę z rośliną - muchołówką amerykańską i sterowali jej liśćmi pułapkowymi, które zamykali wedle życzenia.
„Wybraliśmy muchołówkę amerykańską, aby jasno pokazać, że możemy sterować biologicznym systemem z pomocą sztucznego, organicznego urządzenia i nakłonić oba układy do komunikowania się w tym samym języku” - opowiada prof. Simone Fabiano, jeden z autorów pracy opublikowanej w magazynie „Nature Communications”.
Już w 2018 badacze opracowali metodę druku organicznych, elektrochemicznych układów, a potem tworzenia opartych na tej technologii tranzystorów. Dzisiaj, po udoskonaleniu tej metody potrafią wydrukować tysiące tranzystorów na jednym fragmencie plastikowej folii.
„Teraz, po raz pierwszy wykorzystujemy zdolność tranzystorów do przełączania się z pomocą transportu jonów i regulowania częstości wysyłania sygnałów” - mówi jeden z badaczy, dr Padinhare Cholakkal Harikesh.
„Pokazaliśmy także, że połączenie między neuronem i synapsą wykazuje zdolność do nauki, zgodnie z tzw. teorią hebbowską. W synapsie przechowywana jest informacja w taki sposób, że w miarę jej działania, przekazywany przez nią sygnał staje się coraz silniejszy” - wyjaśnia prof. Fabiano.
Badacze liczą na wiele przyszłych zastosowań ich pomysłu. Wymieniają konstruowanie protez reagujących na bodźce z otoczenia, implantów neuronalnych pomagających w neurologicznych schorzeniach, czy budowę miękkich, inteligentnych robotów.
„Opracowaliśmy oparte na manipulacji jonami neurony podobne do naszych własnych, które mogą być przyłączane do systemów biologicznych. Organiczne półprzewodniki mają szereg zalet - są biokompatybilne, biodegradowalne, miękkie i można je łatwo formować. Wymagają tylko niewielkiego napięcia całkowicie bezpiecznego zarówno dla roślin, jak i kręgowców” - podkreśla współtwórca wynalazku, dr Chi-Yuan Yang.
Więcej informacji:
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28483-6 (PAP)
Marek Matacz
mat/ ekr/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
