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瑞典林雪平大学团队开发出一种由导电塑料制成的人造神经元，能够模拟生物神经元的高级功能，同时表现出多达17种关键特性。相关成果发表在最近的《科学进展》期刊上。这项人造神经元突破，为新一代可植入人体的传感器、医疗器件以及先进机器人技术带来了广阔前景。
长期以来，神经形态工程的目标之一就是让电子器件模仿生物神经元的行为。然而，传统硅基电子器件难以与人体内的神经细胞有效沟通，因为它们运行的物理机制不同。为此，研究团队转向一类被称为共轭聚合物的柔性有机材料，这类材料不仅能够传导电子，还能传输离子，具备与生物系统自然交互的独特优势。
研究团队此次制造的人工神经元，能够实现一种名为“反重合检测”的信息处理功能——仅当某一输入信号存在而另一信号缺失时，神经元才会被激活。这种机制在人类神经系统中广泛存在，是触觉感知等复杂感知过程的关键原理。该能力使得未来在假肢或机器人中集成更灵敏、更智能的触觉成为可能。
这项研究证明，有机电子学不仅仅是硅基电子的柔性替代品，更有潜力实现新型神经形态计算，将生物学与电子学真正连接起来。在追求功能先进性的同时，团队也致力于简化人工神经元的基本结构。早在2023年初，他们已构建出了人工神经细胞，能模拟生物神经元22项关键特性中的15项。但当时的设计依赖多种组件，限制了其实际应用。
如今，团队进一步优化技术，将整个系统浓缩为一个有机电化学晶体管，结构极为精简，却仍能表现多达17种神经元特性。这种新型人工神经元不仅功能更强，而且尺寸与真实人类神经细胞相当，具备高度的生物兼容性和集成潜力。
这是目前有报道过的最简单且生物学相关性最高的人工神经元之一，为未来将人工神经元直接整合进活体组织或软体机器人系统铺平了道路。
科研人员研发出了一种柔软的有机材料——导电塑料，其拥有独特的离子调控和不对称开关特性。用这种材料制成的晶体管，实现了不可思议的功能：不需要种种复杂组件，它“单枪匹马”可造出接近人类神经细胞工作方式的神经元，还能模仿神经元十几种不同特性。其功能强大，生物相容性好，未来完全可能直接与人体组织融合。我们能看到更智能的假肢、能更好调控神经系统的植入式医疗设备，或者打造感知力更为丰富的下一代机器人。
( 责任编辑： ) |
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