Au fost creați primii neuroni artificiali care ar putea comunica direct cu celulele vii

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Au fost creați primii neuroni artificiali care ar putea comunica direct cu celulele vii. O echipă de ingineri de la Universitatea din Massachusetts Amherst (SUA) a anunțat crearea unui neuron artificial cu funcții electrice care le imită foarte fidel pe cele ale neuronilor biologici.

Au fost creați primii neuroni artificiali care ar putea comunica direct cu celulele vii. Pornind de la cercetările lor anterioare, în care au folosit nanofire proteice obținute din bacterii generatoare de electricitate, descoperirea deschide calea către calculatoare extrem de eficiente, inspirate de biologie, capabile să interacționeze direct cu celulele vii.

„Creierul nostru procesează o cantitate uriașă de date. Dar consumul său de energie este foarte, foarte mic, mai ales dacă îl comparăm cu cantitatea de electricitate necesară pentru a rula un model lingvistic de mari dimensiuni, cum este ChatGPT”, explică Shuai Fu, doctorand în inginerie electrică și informatică la UMass Amherst și autor principal al studiului.

Studiul a fost publicat în Nature Communications.

De ce au fost creați primii neuroni artificiali care ar putea comunica direct cu celulele vii?

Corpul uman este de peste 100 de ori mai eficient din punct de vedere electric decât circuitele unui computer. Creierul, alcătuit din miliarde de neuroni (celule specializate care transmit și primesc impulsuri electrice) funcționează cu doar aproximativ 20 de wați atunci când, de pildă, scriem o poveste. În schimb, un model lingvistic avansat poate consuma peste un megawatt pentru aceeași sarcină.

Inginerii electroniști și informaticienii au fost de multă vreme interesați să folosească neuroni artificiali pentru circuite mai eficiente, însă problema a fost mereu menținerea unei tensiuni scăzute. „Versiunile anterioare de neuroni artificiali consumau de 10 ori mai multă tensiune și de 100 de ori mai multă energie decât cei pe care i-am creat noi”, precizează Jun Yao, profesor asociat la UMass Amherst și autor al studiului. Din acest motiv, încercările anterioare nu erau nici eficiente, nici compatibile cu neuronii vii, care ar fi fost „speriați” de amplitudinea ridicată.

„Ai noștri funcționează la doar 0,1 volți, adică exact ca neuronii din corpul nostru”, subliniază Yao.

Ingredientul secret care face ca totul să funcționeze

Neuronul creat de Fu și Yao are potențiale aplicații extrem de variate: de la reproiectarea calculatoarelor pe principii bio-inspirate, mult mai eficiente energetic, până la dispozitive electronice capabile să comunice direct cu organismul uman, scrie TechXplore.

„În prezent avem o mulțime de sisteme electronice portabile pentru monitorizarea corpului, dar ele sunt voluminoase și ineficiente. De fiecare dată când detectează un semnal biologic, trebuie să-l amplifice pentru ca un computer să-l poată analiza. Acest pas intermediar consumă energie și complică circuitul. Senzorii construiți cu neuronii noștri de joasă tensiune nu ar mai avea nevoie deloc de amplificare”, explică Yao.

Ingredientul secret al acestui neuron cu consum redus este un nanofir proteic sintetizat din bacteriile extraordinare Geobacter sulfurreducens, capabile să producă electricitate. Yao și colegii săi au folosit deja aceste nanofire proteice pentru a dezvolta o serie de dispozitive remarcabil de eficiente: un biofilm alimentat de transpirație, care poate încărca electronice personale; un „nas electronic” care poate detecta boli; și chiar un dispozitiv capabil să extragă electricitate direct din aer.

Vă recomandăm să citiți și:

Creierul lui Albert Einstein ar putea fi studiat printr-o nouă tehnică. Au trecut 70 de ani de la moartea sa

Oamenii de știință au creat „cimentul viu”: „Am combinat structura cu funcția”

Ferestrele obișnuite pot fi transformate în panouri solare cu ajutorul unei noi tehnologii

Test de cultură generală. Ce durată de viață au bateriile de mașină?