Een belangrijke doorbraak in de neurotechnologie bereikt een nieuw niveau in de integratie van elektronische apparaten met levende biologische systemen.
Onderzoeksteams van de Northwestern University (Evanston, Illinois, VS) hebben kunstmatige neuronen ontwikkeld die in staat zijn om rechtstreeks natuurlijke neurale netwerken te activeren. Deze bio-geïnspireerde structuren wekken actiepotentialen op in cerebellaire cellen van muizen. In tegenstelling tot traditionele, stijve siliciumchips maken deze componenten gebruik van flexibele en printbare materialen.
De elektronische inkt, bestaande uit nanometerdunne lagen halfgeleidend molybdeendisulfide en grafeen, wordt via aerosol-jetprinten aangebracht op een flexibel polymeer substraat. Wanneer er stroom doorheen gaat, veroorzaakt dit een gedeeltelijke afbraak van het polymeer, waardoor een smalle geleidende filament ontstaat. Dit fysische proces genereert uiteenlopende elektrische reacties die nauwkeurig de ontladingen, bursts en continue signalen van echte synapsen nabootsen, met een exact fysiologisch tijdsverloop.
Deze technologische prestatie opent veelbelovende perspectieven voor de ontwikkeling van neuroprothesen die gehoor, zicht of motoriek kunnen herstellen. Bovendien biedt ze een concrete oplossing voor de enorme energie-uitdaging van kunstmatige intelligentie. De menselijke hersenen verwerken complexe informatie met vijf ordes van grootte minder energieverbruik dan een klassieke digitale computer. Door de heterogeniteit en driedimensionale plasticiteit van de cortex na te bootsen, belooft dit neuromorfe materiaal de energiebehoefte van toekomstige datacentra drastisch te verminderen.
Printed MoS2 memristive nanosheet networks for spiking neurons with multi-order complexity
Delen via e-mail