更逼真人工有機神經元問世

瑞典林雪平大學研究人員創造了一種人工有機神經元，能逼真模倣生物神經細胞的特徵。這種人工神經元可刺激自然神經，使其成為未來各种醫學治療的有前途的技術。相關研究發表在最近的《自然·材料》雜誌上。

新開發的人工神經細胞被稱為“基於電導的有機電化學神經元”（c-OECN），它密切模倣了生物神經細胞20個神經特徵中的15個，使其功能更類似于天然神經細胞。

研究人員表示，人工神經元想要有效模擬真實生物神經元，關鍵挑戰之一是結合離子調製的能力。由硅製成的傳統人工神經元可模擬許多神經特徵，但不能通過離子進行通信。相比之下，c-OECN使用離子來展示真實生物神經元的幾個關鍵特徵。

在新開發的人工神經元中，離子控制電流通過n型導電聚合物時的流動，從而使設備電壓出現尖峰，類似于生物神經細胞中發生的過程。人工神經細胞中的獨特材料還允許電流以幾乎完美的鐘形曲線增加和減少，類似于生物學中發現的鈉離子通道的激活和失活。

在與卡羅林斯卡研究所合作進行的實驗中，這種c-OECN神經元與小鼠的迷走神經相連。實驗表明，人工神經元可刺激小鼠的神經，使它們的心率發生4.5%的變化。

從長遠來看，人工神經元可刺激迷走神經本身這一事實，可能為各種形式的醫療應用鋪平道路。一般來説，有機半導體具有生物相容性、柔軟性和可塑性等優點，而迷走神經在人體免疫系統和新陳代謝等方面起著關鍵作用。

研究人員下一步將致力於降低人工神經元的能量消耗。他們稱，模倣神經細胞可讓人們更好地理解大腦並構建能夠執行智慧任務的電路。雖然還有很長的路要走，但這項研究是一個良好的開端。

總編輯圈點

在2018年，本研究的團隊就曾開發出了基於n型導電聚合物的有機電化學電晶體，這其實是模倣生物神經細胞的基礎，也使得構建可印刷的有機電化學電路成為可能。現在，研究團隊可以説實現了在柔性基板上印刷數以千計的電晶體，用它們開發的人造神經細胞，正在與真正的神經細胞功能逐漸趨近。借助這項研究，未來我們有可能將其應用於神經系統疾病和研究。