新的人工神经元推动脑机接口又向前了一步｜CyberDaily
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2022年9月1日20:47广东科技领域创作者
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脑机接口最终需要双向通信，低延迟地，能快速响应大脑的反馈...
神经递质是神经科学的重要组成部分。它们负责通过两个神经元之间的突触发送神经信号。脑机信号在科学中得到了广泛应用。然而，脑机接口的这种机制通常依赖于电信号来传输或解释神经信息。在人体和其他生物系统中，神经递质是基于化学的信使。不同电路装置的这种不匹配带来了挑战，并可能导致神经信息的错误传输或解释。
人工神经元。
一项旨在创建更好的脑机接口的新研究报告了使用化学介导的人工神经元来收集和释放多巴胺。科学家们开发了具有化学特性的人工神经元，以允许大脑和机器之间的双重介质传输。
大多数脑机接口的单向电信号限制了两种介质之间高级通信的应用。大脑产生的电信号只能由机器读取和解释，而不会将响应发送回大脑。这项新研究的重点是在大脑和允许双向通信的设备之间创建一个接口。更重要的是，该接口是建立在化学介质上的，而不是广泛使用的电气介质。
科学家们建造了一个人工神经元，它可以检测多巴胺的存在，也可以响应信号释放多巴胺。神经元具有石墨烯颗粒和碳基纳米管电极。可以检测神经递质存在的传感器被添加到人工神经元中。为了释放多巴胺，科学家们使用了一种叫做忆阻器的装置。应用的忆阻器可以在存在热量的情况下释放多巴胺。神经递质通过附着在人造神经元另一部分的水凝胶释放。
在测试人工神经元的能力时，科学家们使用培养皿检查了大鼠的脑细胞。新开发的神经元检测到大鼠脑细胞中多巴胺的存在和反应。它还产生引起大鼠脑细胞反应的多巴胺。
像天然脑细胞一样，人工神经元可以被编程为根据信号产生和传输不同数量的多巴胺。尽管仍处于早期阶段，但这一发现为人工大脑信号传导以及在神经学和机器人科学中的各种用途提供了巨大的潜力。
使用具有多巴胺接收和释放特性的人工神经元在临床上有无限的应用。目前的研究结果可以证明对假肢设备有益，可以在大脑和机器界面之间提供更好的反馈。尽管仍处于早期阶段，但具有生物学特征的人工神经元可能会取代已经患病的天然脑细胞。
脑机接口在神经病学领域备受关注。然而，由于电力传输的机制，它面临着许多障碍。这项具有双向化学传输手段的新研究为开发更好的脑机设备提供了巨大的潜力，这些设备旨在提高化学信号传导的效率。
原文： Eziokwu Fab-Emerenini MBBS
编译：CyberDaily
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