
图片来源:Pixabay
俗话说“蜂蜜能比醋捕到更多苍蝇”。但如果你有一株可以遥控的捕蝇植物呢?研究人员设计了一个仿生系统,或者说一个人工神经元,可以用来触发捕蝇草的闭合。
瑞典林雪平大学(Linköping University)的副教授西蒙娜·法比亚诺(Simone Fabiano)以神经细胞为生物蓝图设计了一个陷阱弹簧装置:“生物神经元的工作方式是,随着时间的推移它们会整合不同的输入信息,执行计算,并通过电压脉冲将结果传达给其他神经元。”

图片来源:Pixabay
现在,标准的硅基系统也可以传递电脉冲。但如果你想将它们与活的生物结合起来,生产仿生假肢或设计任何类型的大脑/机器接口,它们还是存在一些限制,“比如刚性太高、生物相容性较差、电路结构复杂,运行机制与生物系统也有着根本上的不同。”
为了使生物整合顺利进行,法比亚诺用聚合物构建了他的系统,这些聚合物既可以传导电子(就像日常的电子设备那样),也可以传导离子,也就是神经元完成工作的方式。正是离子“让生物神经元和人工神经元之间能够进行交流。”人工神经元的每个部分在其生物角色模型中都有直接的对应,正如研究人员在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上描述的那样。
“我们有一个输入终端,充当生物神经元的树突。”这个“树突”收集传入的电信号并将它们发送给一个电容器,充当神经元细胞体对信息进行整合。然后,一旦电压达到特定阈值,电脉冲就会沿着模拟神经细胞轴突的放大器发射出去。

图片来源:Pixabay
“我们使用晶体管依赖离子浓度的开关特性,来调节尖峰频率,这在很大程度上类似于生物系统。”所以离子控制着从人造神经元流向目标(也就是研究中活的捕蝇草)的电流,触发它的捕虫叶快速关闭。总而言之,这是对神经形态设计潜力的一次戏剧性展示,它或许是感兴趣的工程师和误入的果蝇值得密切关注的东西。
翻译:阿金
审校:王怡博
引进来源:科学美国人

本文来自:中国数字科技馆
本文是中国数字科技馆(www.cdstm.cn)原创内容,转载请注明出处和作者,否则我们将依法追究侵权责任。
[责任编辑:环球科学]