Впервые в мире искусственный синапс на основе мемристора успешно обработал сигналы клеток гиппокампа. Уникальное устройство продемонстрировало синаптическую пластичность, реагируя на электрическую активность живых нейронов.
«Наши эксперименты in vitro подтвердили, что мемристор интегрируется в биологическую систему и эффективно взаимодействует с нейронами. Тесты на клеточных моделях здорового и эпилептического мозга показали, что технология способна не только распознавать патологические сигналы, но и потенциально предотвращать приступы. Мы научились точно настраивать проводимость устройства для поддержки естественной нейрокоммуникации и подавления опасной активности», — подчеркнула Мария Коряжкина, ведущий автор разработки из лаборатории стохастических мультистабильных систем ННГУ.
Новый этап в нейротехнологиях
Создание компонентов на передовых физических принципах открывает путь к устройствам будущего для нейрореабилитации. «Наша работа демонстрирует революционный подход к моделированию эпилепсии и закладывает основы для компактных мемристивных систем, работающих на уровне нейронных сетей», — добавила Альбина Лебедева, соавтор проекта из НИИ нейронаук.
Мемристоры сочетают функции генерации, обработки и хранения данных, имитируя работу нервных клеток. Эта технология сделает нейропротезы доступнее, увеличит их быстродействие и энергоэффективность. Медицинские решения на их основе станут компактнее, что особенно важно для клинического применения.
«Аналоговые сигналы между нейронами требуют принципиально нового подхода в микроэлектронике. Традиционные транзисторные схемы громоздки и энергозатратны. Мемристорные решения обеспечат беспрецедентную точность и скорость работы при минимальных размерах», — объяснила Мария Коряжкина.
Технология будущего уже сегодня
В основе разработки — мемристоры из стабилизированного диоксида циркония, созданные в лаборатории наноэлектроники ННГУ. Проект реализован при поддержке Российского научного фонда совместными усилиями специалистов Научно-образовательного центра «Физика твердотельных наноструктур» и нейробиологов университета.
Инновация обещает стать ключевым элементом нового поколения медицинских устройств, способных кардинально улучшить качество жизни пациентов с неврологическими нарушениями. Ученые оптимистично оценивают перспективы внедрения технологии в клиническую практику.
Источник: scientificrussia.ru
