Создан искусственный нейрон, чувствительный к дофамину

Группа исследователей из Китая и Сингапура разработала искусственный нейрон, способный общаться с помощью нейротрансмиттера дофамина. Научная статья, описывающая работу, вышла в журнале Nature Electronics, о ней рассказывает ТechХplore.

Как отмечают исследователи, большинство интерфейсов «машина-мозг» полагаются на электрические сигналы в качестве средства связи, и они, как правило, односторонние. Электрические сигналы, генерируемые мозгом, считываются и интерпретируются, но обратно в мозг от устройства сигналы не поступают. В новой работе сделан шаг к созданию интерфейса «мозг-машина», который может общаться в обоих направлениях и не основан на электрических сигналах. Вместо этого создается химическая связь.

Новый искусственный нейрон умеет обнаруживать присутствие дофамина, а также производить дофамин сам в качестве ответа. Нейрон состоит из графена (листа атомов углерода) и электрода из углеродных нанотрубок (лист углерода толщиной в один атом, свернутый в трубку). Затем разработчики добавили датчик, способный обнаруживать присутствие дофамина, и устройство под названием мемристор, высвобождающее дофамин с помощью термоактивируемого гидрогеля.

Исследователи проверили способность искусственного нейрона общаться, поместив его в чашку Петри с несколькими живыми клетками мозга, взятыми у крысы. Они обнаружили, что искусственный нейрон способен реагировать на дофамин, создаваемый клетками мозга крысы, а также производить некоторое количество своего собственного, который затем вызывал реакцию у живых клеток. Они также обнаружили, что могут активировать небольшой образец мышцы мыши, посылая дофамин из искусственного нейрона в седалищный нерв. Все вместе это приводило в движение робо-конечность. Исследователи отмечают, что мемристор можно запрограммировать на генерацию и отправку разного количества дофамина в зависимости от необходимости, как это делают клетки мозга.

Пока разработка довольно громоздка, поэтому говорить о прикреплении чего-то подобного напрямую к мозгу рано. Однако создатели отмечают, что уже сейчас технологию можно использовать для управления протезами как живыми конечностями.