捕蠅草生物細胞與人工神經元成功相連
“我的葉子被關閉了”
捕蠅草生物細胞與人工神經元成功相連
科技日報北京2月23日電 （記者張夢然）根據英國《自然·通訊》雜志23日發表的一篇論文，一種人工神經元可以與捕蠅草的生物細胞成功連通，還能讓捕蠅草關閉葉子。研究結果或對將來腦機接口和軟體機器人的開發具有重要意義。
神經形態的仿生電子裝置，被認為能模仿人腦的運作方式。腦機接口、假肢、智能軟體機器人的未來開發，都需要實現人工神經裝置與生物系統的有機結合。然而，當前的人工裝置生物相容性差，能源效率低，環路較為復雜。
此次，瑞典林雪平大學科學家西蒙尼·法比奧諾及其同事開發了一種人工神經突觸系統，探索它是否能與某個生物系統相連。研究團隊讓打印出來的人工神經元與突觸充分模仿生物系統的信號轉導特征——生物系統會利用離子遷移介導的放電進行交流。研究人員隨后將這些人工神經元與一種捕蠅草的生物系統成功相連。他們演示了這些人工神經元在電刺激下能誘導捕蠅草關閉葉子。
法比奧諾及論文共同作者表示，他們的研究結果或能推動未來可植入裝置和腦機接口的開發，以及人工神經系統與生物實體的潛在整合。
研究團隊認為，無論腦機接口、可植入/可穿戴設備、假肢和智能軟體機器人的研究進展，都需要技術與自然之間的密切互動和整合。由于生命的基本構建元素與電子設備中使用的元素有很大不同，因此將人造設備與生物系統聯系起來的能力，對于這些領域的成功至關重要。
他們這次從生物信號系統中借用概念設計出的神經形態系統，有望彌合現實中這一能力的匱乏。盡管此前一些基于軟件的神經形態算法，已被集成到生物醫學系統中，但基于硬件的系統有能力與活組織密切交互，進行生物反饋并展現處理能力，依然是最終的目標。
總編輯圈點
人工突觸、神經電子學和神經接口，幾年前還有些科幻色彩的概念，現正在技術層面日新月異的發展著。它們與生物分子的結構親緣關系，使它們成為應用的理想選擇。從結構的角度來看，有機半導體是可加工的、生物相容的、可生物降解的、柔軟適形的；從功能角度看，它們還可以支持電子和離子信號的傳輸。以前，有機材料在模擬神經形態和人工神經方面已取得了一定成功，現在，科學家又在制造生物整合人工神經元方面展開了亮眼的嘗試，對于實現信息編碼來說，這恰恰至關重要。
