Группа ученых из Нанкинского университета в Китае спроектировала искусственный нейрон, способный взаимодействовать с помощью нейротрансмиттера дофамина. Серия экспериментов на крысах показала, что этот нейрон может как выделять, так и получать дофамин вместе с естественными нейронами животных. Решение пригодится при разработке интерфейсов мозг-компьютер, которые будут точно считывать все сигналы в организме человека — как электрические, так и химические.
Как объяснили ученые, большая часть современных интерфейсов, созданных для изучения сигналов мозга, измеряет простые электрические сигналы в нейронах. Такие системы позволяют компьютерам собирать и расшифровывать множество важных данных об организме, но основной массив информации остается скрыт в закодированных нейротрансмиттерах — химических веществах, вроде дофамина, которые используются нейронами для отправки сообщений друг другу. На днях китайские ученые объявили, что придумали, как можно «вытащить» эти скрытые данные из дофамина.
«Родной язык мозга — химический, но все современные интерфейсы мозг-машина используют электрический язык. Поэтому мы разработали искусственный нейрон, чтобы дублировать способ общения настоящего нейрона», — объяснил руководитель исследования Бэнхуэй Ху.
Нейрон состоит из датчика, сделанного из графена и электрода из углеродных нанотрубок, который может определить, когда выделяется дофамин, сообщает Techxplore. Если датчик обнаруживает достаточное количество, компонент, называемый мемристором, запускает выделение большего количества дофамина на другом конце через активируемый теплом гидрогель.
Ху и его команда показали, что нейрон способен как посылать, так и принимать дофаминовые сигналы, взаимодействуя с клетками мозга крысы. Более того, он способен активировать мышцы животного через седалищный нерв и двигать роботизированной рукой — без электрических сигналов. Это открытие обещает упростить проектирование крайне точных машин, взаимодействующих с телом и мозгом человека.
«На самом деле эта технология имеет большой потенциал для расширения в более сложные системы. С ее помощью можно сделать множество новых крутых вещей», —- рассказал Йоэри ван де Бургт из Эйндховенского технологического университета в Нидерландах, который также участвовал в исследовании.