捕蝇草生物细胞与人工神经元成功相连或将为脑机接口开发提供启示

来源：科技日报时间：2022-02-24 16:19:32

根据英国《自然·通讯》杂志23日发表的一篇论文，一种人工神经元可以与捕蝇草的生物细胞成功连通，还能让捕蝇草关闭叶子。研究结果或对将来脑机接口和软体机器人的开发具有重要意义。

神经形态的仿生电子装置，被认为能模仿人脑的运作方式。脑机接口、假肢、智能软体机器人的未来开发，都需要实现人工神经装置与生物系统的有机结合。然而，当前的人工装置生物相容性差，能源效率低，环路较为复杂。

此次，瑞典林雪平大学科学家西蒙尼·法比奥诺及其同事开发了一种人工神经突触系统，探索它是否能与某个生物系统相连。研究团队让打印出来的人工神经元与突触充分模仿生物系统的信号转导特征——生物系统会利用离子迁移介导的放电进行交流。研究人员随后将这些人工神经元与一种捕蝇草的生物系统成功相连。他们演示了这些人工神经元在电刺激下能诱导捕蝇草关闭叶子。

法比奥诺及论文共同作者表示，他们的研究结果或能推动未来可植入装置和脑机接口的开发，以及人工神经系统与生物实体的潜在整合。

研究团队认为，无论脑机接口、可植入/可穿戴设备、假肢和智能软体机器人的研究进展，都需要技术与自然之间的密切互动和整合。由于生命的基本构建元素与电子设备中使用的元素有很大不同，因此将人造设备与生物系统联系起来的能力，对于这些领域的成功至关重要。

他们这次从生物信号系统中借用概念设计出的神经形态系统，有望弥合现实中这一能力的匮乏。尽管此前一些基于软件的神经形态算法，已被集成到生物医学系统中，但基于硬件的系统有能力与活组织密切交互，进行生物反馈并展现处理能力，依然是最终的目标。

总编辑圈点

人工突触、神经电子学和神经接口，几年前还有些科幻色彩的概念，现正在技术层面日新月异的发展着。它们与生物分子的结构亲缘关系，使它们成为应用的理想选择。从结构的角度来看，有机半导体是可加工的、生物相容的、可生物降解的、柔软适形的;从功能角度看，它们还可以支持电子和离子信号的传输。以前，有机材料在模拟神经形态和人工神经方面已取得了一定成功，现在，科学家又在制造生物整合人工神经元方面展开了亮眼的尝试，对于实现信息编码来说，这恰恰至关重要。(记者张梦然)

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