Syntetické neuróny už dokážu priamo komunikovať so živým mozgom

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Vedci vytvorili tlačené neuróny komunikujúce so živým mozgovým tkanivom.

• Nová technológia využíva inovatívne elektronické atramenty.

• Objav prinesie energeticky úsporné počítače a revolučné neurálne rozhrania.

Tím inžinierov z Northwestern University dosiahol vedecký úspech, keď vyvinul umelé neuróny, ktoré nedokážu mozog len napodobňovať, ale s ním aj priamo komunikovať. Tieto flexibilné zariadenia generujú elektrické signály, ktoré sú dostatočne realistické na to, aby dokázali aktivovať živé biologické bunky. Úspech tohto výskumu bol oficiálne publikovaný 15. apríla 2026 vo vedeckom periodiku Nature Nanotechnology.

Výskumníci pod vedením Marka Hersama pri testovaní na rezoch tkaniva z myších mozgov dokázali, že umelé neuróny úspešne spúšťajú odozvy skutočných biologických neurónov. Tento výsledok predstavuje novú úroveň biokompatibility v oblasti neuromorfného inžinierstva. Syntetické zariadenia produkujú signály nielen v správnej časovej škále, ale disponujú aj presným tvarom impulzov potrebným na interakciu so živým tkanivom.

Na vytvorenie tohto hardvéru vedci použili aerosólovú tlačiareň, ktorá nanáša elektronické atramenty priamo na ohybný polymérový substrát. Tieto atramenty sú zložené z nanomateriálov, konkrétne z uhlíkového grafénu a anorganického disulfidu molybdénu. Vďaka tomuto zloženiu dokážu nové umelé neuróny produkovať rozmanitú škálu elektrických signálov vrátane jednotlivých impulzov, nepretržitej paľby alebo zhlukových vzorov.

Namiesto generovania jednoduchých jednorazových elektrických prúdov toto zariadenie replikuje prirodzený fyziologický mechanizmus mozgu. Využíva pritom fyzikálny jav známy ako spätný ráz, pri ktorom sa elektrická energia postupne hromadí a následne sa uvoľní vo forme impulzu. Tento proces napodobňuje spôsob, akým štandardne prebieha prenos informácií medzi bunkami v biologickom nervovom systéme.

Tento krok vpred otvára cestu k vývoju elektroniky, ktorá sa v budúcnosti dokáže prepojiť s ľudským nervovým systémom. V praxi to prináša potenciál pre rozhrania medzi mozgom a strojom, ako aj pre neuroprotetiku vrátane implantátov na obnovu sluchu, zraku či strateného pohybu.

Zariadenia s takouto mierou biokompatibility by mohli pomáhať pri cielenom liečení rôznych poškodení nervov. Okrem medicínskeho využitia tento objav kladie technologické základy pre efektívnejšie výpočtové systémy inšpirované ľudským mozgom.

Umelá inteligencia v súčasnosti naráža na limity spotreby energie, zatiaľ čo ľudský mozog zostáva energeticky najúčinnejším známym výpočtovým systémom. Budúce neuromorfné systémy by vďaka týmto vytlačeným umelým neurónom mohli vykonávať komplexné operácie s využitím menšieho množstva energie v porovnaní s dnešnými dátovými centrami.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Výskum priamo umožňuje vývoj medicínskych implantátov a radikálne znižuje energetickú náročnosť budúcich systémov umelej inteligencie.

Zdroj: popularmechanics.com foto: ChatGPT