我科学家首次实现大脑神经化学信号与电信号转导模拟

来源：中国网时间：2023-01-14 09:28 阅读量：13547

类脑研究一直是学术界的热门话题，但大多数研究设备只能捕捉大脑发出的电信号，而无法获取化学信号中国科学院化学研究所，中国科学院大学，湘潭大学和北京师范大学的研究人员发明了一种聚电解质限制的流体忆阻器，首次用单一器件实现了神经化学信号和电信号转导的模拟

该研究有望促进人脑化学语言的阅读和交互，为开发神经智能传感，类脑智能器件和神经传感假体提供新思路该论文发表在北京时间13日出版的国际学术期刊《科学》上

大脑的神经功能与化学信号和电信号密切相关在类脑研究中，大量模拟脑神经结构和机制的装置和模型相继问世但目前的突触装置只能识别电信号，很难直接感知化学信号制备响应化学信号的人工突触已成为神经智能传感和模拟领域的科学难题

科学家们已经做了很多努力来解决这个问题但仍存在两个关键问题:一是几乎所有的神经形态器件都是固体器件，很难实现与外界信号的化学相互作用，第二，化学突触的化学信号和电信号之间的转导的模拟还没有实现

在这项研究中，研究人员充分利用他们在脑电分析化学和受限离子转运等领域的长期积累，提出了基于受限流体器件开发神经突触样功能的设想在构建聚电解质受限流体系统的基础上，他们发现这个系统具有忆阻器的特性，基于溶液中抗衡离子在聚电解质刷受限空间中的传输可以使器件具有记忆效应的特点，成功模拟了多种神经电脉冲行为与传统的固态器件相比，所开发的流体器件具有与生物系统相当的工作电压和低功耗

更重要的是，该装置基于流体系统的特性，可以模拟生理溶液中神经递质对记忆功能的调节，成功模拟突触可塑性的化学调节行为并且，他们利用聚电解质对不同离子的识别能力，实现了神经化学信号与电信号之间转导的模拟，在化学突触模拟研究领域迈出了关键一步

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