Учёные смогли управлять растением с помощью искусственного нейроинтерфейса — на очереди животные и человек

[душман]

Наука давно работает над вопросами сопряжения живой нервной системы с искусственной. Это поможет создать чувствительные протезы, экзоскелеты, управляемые силой мысли и, в конечном итоге, усилить мозговую деятельность человека встроенными или внешними компьютерными блоками. Пока всё это звучит фантастически, хотя учёные всё глубже и глубже погружаются в тему цифро-биологических интерфейсов.

Очередное достижение в этой области показали учёные из Линчёпингского университета (Швеция). Исследователи создали искусственные нейроны почти по всем правилам биологии — с электрической проводимостью и возможностью создавать потенциал действия на основе частичной химической (секреторной) реакции.

Известно, что мембрана нервных клеток (нейронов) пропускает через оболочку положительно и отрицательные заряженные атомы вещества (ионы). В зависимости от состояния клетки, одних и других ионов может быть пропущено разное количество, что в сумме может сформировать потенциал действия напряжением около 0,1 В, который начнёт распространяться по нервным отросткам (аксонам) к другим нервным клеткам как полезный сигнал.

Из биосовместимых материалов учёные создали транзистор, который также может переключать состояния в зависимости от концентрации ионов у его затвора. Транзистор работает с чуть большим напряжением для имитации потенциала действия — около 0,6 В, но это всё ещё безопасно для живых клеток. После этого исследователи подключили искусственные нейроны к живым клеткам такого интересного растения, как венерина мухоловка.

Этот цветок обладает понятой и простой реакцией, за которой удобно следить — он схлопывается, если возникают определённые раздражения, например, на него садится насекомое. С помощью системы искусственных нервных клеток учёные заставили цветок закрываться только одними импульсами, не вызывая механических раздражений. Но в конечном итоге искусственные нейроны могут быть интегрированы с нейронами животных и даже человека.

Они могут оказаться связующим звеном между искусственными и естественными нейронами для создания более чувствительных протезов конечностей, имплантатов и робототехники. Статья вышла в издании Nature Communications.