Oamenii de știință au creat o celulă cerebrală funcțională din sare și apă

Pentru prima dată, cercetătorii au simulat joncțiuni neurologice numite sinapse folosind aceleași ingrediente de apă și sare pe care le folosește creierul, contribuind astfel la un domeniu emergent care combină biologia cu electronica, numit iontronică.

Echipa de la Universitatea Utrecht din Olanda și de la Universitatea Sogang din Coreea de Sud susține că a fost inspirată de funcționarea creierului uman, care folosește, de asemenea, particule încărcate numite ioni dizolvate în apă pentru a transmite semnale în interiorul neuronilor.

• Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată
• De ce ni se pare că luna decembrie „vine mai devreme” în fiecare an?

O caracteristică importantă a capacității creierului de a procesa informații este plasticitatea sinaptică, care permite neuronilor să ajusteze puterea conexiunilor dintre ei ca răspuns la istoricul de intrare.

Denumit memristor iontronic, dispozitivul ,,își amintește” câtă încărcătură electrică a trecut anterior prin el, ceea ce ne aduce mai aproape de generarea unor sisteme artificiale capabile să imite superputerile creierului uman.

Un domeniu emergent care combină biologia cu electronica

,,Reprezintă un progres crucial către computere capabile nu doar să imite modelele de comunicare ale creierului uman, ci și să utilizeze același mediu”, spune fizicianul teoretician Tim Kamsma de la Universitatea din Utrecht.

În formă de con, cu o soluție de apă și sare în interior, dispozitivul măsoară doar 150 pe 200 de micrometri, adică lățimea a trei sau patru fire de păr uman una lângă alta. Impulsurile electrice determină ionii să se deplaseze prin canalul în formă de con, variațiile sarcinii electrice ducând la variații în mișcarea ionilor.

Schimbarea modului în care sinapsa conduce electricitatea poate fi măsurată și decodificată pentru a înțelege care a fost semnalul de intrare, reprezentând un fel de memorie.

Este încă un stadiu foarte incipient pentru acest dispozitiv și pentru iontronică în general, scrie ScienceAlert.

Un progres crucial

Cu toate acestea, modul în care lungimea canalului afectează durata de păstrare a memoriei memristorului sugerează deja că canalele ar putea fi adaptate pentru sarcini specifice, la fel cum se întâmplă în creier. De asemenea, fizicienii vor să vadă cum ar putea fi combinate aceste sinapse sintetice în diferite moduri.

Fiind relativ rapid și ieftin de produs, noul design ar putea fi extins pentru o serie de aplicații viitoare.

Speranța este că, urmând cu atâta fidelitate modelul furnizat de creier, în loc să ne bazăm pe procesele și componentele electrice tradiționale, vom putea să ne apropiem de capacitatea și eficiența creierului cu propriile noastre computere.

Pentru cercetători, acesta este, de asemenea, un exemplu puternic al modului în care fizica teoretică și experimentală poate fi combinată pentru a deschide noi drumuri științifice.

Cercetarea a fost publicată în PNAS.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii au găsit celula care își amintește alergiile

Cercetătorii au descoperit o celulă din corpul uman ce poate ataca cancerul

Oamenii care trăiesc în zone verzi îmbătrânesc mai încet la nivel celular

A fost creată celula solară aproape invizibilă. În viitor, ne-ar putea acoperi hainele