Northwestern universiteto inžinieriai padarė didelį žingsnį link mašinų ir žmogaus smegenų sujungimo, sukurdami spausdintus dirbtinius neuronus, kurie gali tiesiogiai bendrauti su gyvomis smegenų ląstelėmis. Šie lankstūs ir ekonomiški prietaisai generuoja gyvybės imituojančius elektrinius signalus, galinčius aktyvuoti gyvas smegenų ląsteles, ir tai jau buvo įrodyta eksperimentuose su pelėmis.
Dirbtinių neuronų technologijos pažanga
Northwestern universiteto tyrėjai sukūrė dirbtinius neuronus, kurie gali ne tik imituoti, bet ir tiesiogiai sąveikauti su tikrais neuronais. Eksperimentuose su pelėmis dirbtiniai neuronai sėkmingai aktyvavo realių neuronų atsakymus, parodydami naują suderinamumo lygį tarp elektroninių prietaisų ir gyvų nervų sistemų.
Paskirtis ir potencialas
Šis pasiekimas priartina tyrėjus prie technologijų, galinčių tiesiogiai sąveikauti su nervų sistema, tokių kaip smegenų-mašinos sąsajos ir neuroproteziniai implantai, kurie gali padėti atkurti klausą, regėjimą ar judėjimą. Be to, ši technologija gali paskatinti naujos kartos kompiuterinių sistemų kūrimą, įkvėptą smegenų veikimo principų, taip sumažinant energijos suvartojimą. Smegenys išlieka efektyviausia žinoma skaičiavimo sistema, ir mokslininkai tikisi, kad šios žinios bus pritaikytos šiuolaikinėms technologijoms.
Dirbtinių neuronų kūrimo metodika
Hersamo komanda sukūrė dirbtinius neuronus naudodama minkštus, spausdintinus medžiagas, kurios geriau atitinka smegenų struktūrą. Jų metodas remiasi elektroninėmis rašalais, pagamintomis iš molibdeno disulfido (MoS2) ir grafeno, kurie buvo uždėti ant lankstaus polimero paviršių naudojant aerozolinį spausdinimą. Ši technologija leidžia sukurti neuronų elgesį, panašų į natūralų, ir gali generuoti įvairius signalus, įskaitant viengubus impulsus ir nuolatinius signalus.
Interakcija su gyvomis smegenų ląstelėmis
Tyrėjai bendradarbiavo su Indira M. Raman, neurobiologijos profesore, kad patikrintų, ar dirbtiniai neuronai gali iš tikrųjų bendrauti su gyvomis sistemomis. Tyrimai parodė, kad dirbtiniai signalai atitiko svarbias biologines savybes, tokias kaip laikas ir trukmė, ir patikimai aktyvavo realius neuronus, sukeldami nervų grandines, panašiai kaip natūralus smegenų veikimas.
Ekologiniai ir praktiniai pranašumai
Ši nauja technologija siūlo ne tik efektyvumą, bet ir ekologiškumą. Gamybos procesas yra paprastas ir pigus, o spausdinimo metodas leidžia medžiagas naudoti tik ten, kur jų reikia, taip sumažinant atliekų kiekį. Energijos efektyvumo didinimas yra ypač svarbus, nes dirbtinio intelekto sistemos tampa vis reikalaujančios, o dideli duomenų centrai jau dabar sunaudoja didelius energijos kiekius.
Ką tai reiškia Lietuvai?
Ši technologinė pažanga gali turėti didelį poveikį Lietuvai, ypač kuriant pažangias medicinos priemones ir neurotechnologijas. Galimybė sukurti pigesnius ir efektyvesnius neuroprotinius implantus galėtų pagerinti pacientų, turinčių klausos ar judėjimo sutrikimų, gyvenimo kokybę. Be to, inovacijos, susijusios su dirbtiniais neuronais, gali paskatinti Lietuvos mokslininkų ir inžinierių bendradarbiavimą su tarptautinėmis institucijomis.
