Учёные научились печатать искусственные нейроны, которые не просто передают сигналы, а сами ведут себя почти как настоящие биологические клетки.
Они самостоятельно генерируют сложные электрические импульсы и успешно общаются с живыми нейронами мозга. Это уже не отдалённая фантастика, а реальная лабораторная работа, опубликованная в Nature Nanotechnology.
Команда Северо-Западного университета (США) под руководством известного материаловеда Марка Херсама применила аэрозольную струйную печать — точный и относительно простой метод. Они создали тонкие гибкие сети из молибдендисульфида (MoS₂ — полупроводниковый материал толщиной в несколько атомов) и графена. В результате получились мемристоры — устройства, способные «помнить» предыдущие сигналы и менять своё электрическое сопротивление в зависимости от истории импульсов. Именно так работают настоящие нейроны в нашем мозге.
Ключевое отличие от сегодняшних нейроимплантов огромно. В системах вроде Neuralink в мозг вживляют сотни или тысячи тонких жёстких электродов-проводников. Они лишь пассивно собирают или подают сигналы, а вся сложная обработка, хранение и вычисления происходят на отдельном внешнем чипе. Здесь же печатная сеть сама является активным, «умным» элементом: она хранит информацию, самостоятельно генерирует сложные спайковые паттерны (одиночные импульсы, пачки разрядов и даже непрерывную высокочастотную активность) и выполняет часть вычислений прямо на месте, без необходимости постоянно обращаться к внешнему процессору.
В экспериментах на живых срезах гиппокампа мыши эти искусственные нейроны успешно активировали настоящие нейроны и получали от них ответные сигналы — то есть реально «разговаривали» с биологической тканью.
«Мы напечатали целые сети, которые демонстрируют многопорядковую сложность, — говорит первый автор Шреяш Хадке. — Эти устройства могут не только имитировать поведение нейронов, но и взаимодействовать с ними в реальном времени».
Ещё одно важное преимущество — технология печати. Всё происходит при комнатной температуре на гибкой подложке. Устройства получаются сверхтонкими, мягкими и лёгкими. Они гораздо лучше адаптируются к естественному движению мозга, вызывая значительно меньше воспаления и рубцевания ткани по сравнению с жёсткими электродами.
Потенциал применения огромен. В медицине — это могут быть мягкие «нейронные заплатки» для восстановления функций после инсультов, травм спинного мозга, лечения эпилепсии и нейродегенеративных заболеваний. В компьютерных технологиях — создание принципиально новых энергоэффективных нейроморфных систем, которые работают по принципам человеческого мозга и потребляют в тысячи раз меньше энергии, чем современные кремниевые чипы.
Пока речь идёт только о лабораторном прототипе. До реальной имплантации в человека предстоит пройти долгий путь: тесты на биосовместимость, долгосрочную стабильность, масштабирование и безопасность. Но сам переход от «пассивных проводов к внешнему чипу» к «самостоятельным печатным нейронным сетям» — это важный концептуальный прорыв в развитии интерфейсов мозг-машина.
Источник:
Shreyash S. Hadke, Mark C. Hersam et al. Printed MoS₂ memristive nanosheet networks for spiking neurons with multi-order complexity. Nature Nanotechnology, 2026.
https://doi.org/10.1038/s41565-026-02149-6
Спасибо, что читаете «Капитал страны»! Получайте первыми самые важные новости в нашем Telegram-канале или Вступайте в группу в «ВКонтакте» или в «Одноклассниках»
*
Написать комментарий