Vědci vyvíjejí tranzistory reagující na světlo, které napodobují synapsy mozku

Interdisciplinární výzkumný tým vedený profesorem Francesca Santoro a Dr. Valeria Criscuolo z Institutu pro zpracování biologických informací – bioelektronika na Forschungszentrum Jülich, ve spolupráci s kolegy z Rwth Aachen University – nyní Univerzita a Reggio a Reggio, a regulovaní a regory a Regcio (nyní Univerzita na univerzitě a Reggio (nyní Univerzita na Marii Maria Maria. Emilia) – vytvořila novou třídu organických fotoelektrochemických tranzistorů (OPECTS). Tato malá zařízení mohou přeměnit světlo na elektrické signály a napodobovat chování synapsí v mozku. Výsledky výzkumu byly nyní zveřejněny v časopise Research Journal Pokročilá věda.

Naše mozky pracují tak, že předávají signály mezi nervovými buňkami, časem se přizpůsobují, aby se učily a pamatovaly. Vědci se snaží znovu vytvořit tento druh chování v elektronických zařízeních, poli známém jako neuromorfní elektronika. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je vývoj materiálů, které se mohou „učit“ podobným způsobem jako mozek.

Tým Jülich a Aachen v této oblasti učinil důležitý krok vpřed. Jejich novou technologií je to, že její vlastnosti lze přesně upravit pomocí chemie. To znamená, že materiál může být přizpůsoben tak, aby byl zvláště citlivý na světlo nebo je schopen přenášet signály zvláště stabilně. To otevírá řadu potenciálních aplikací: platforma by mohla sloužit jako rozhraní mezi technologií a nervovými buňkami, například ve vizuálních protetách nebo jiných zdravotnických prostředcích. Je také možné vysoce citlivé optické senzory a nová rozhraní mozku a machine. Další výhodou je, že komponenty mají nízkou spotřebu energie a lze je flexibilně přizpůsobit různým požadavkům.

Aby bylo zařízení použito později se skutečnými nervovými buňkami nebo oční tkáň, musí být materiál biokompatibilní – jinými slovy kompatibilní s lidským tělem – a fungovat při tělesné teplotě. Vědci proto používají speciální plast zvaný PEDOT: PSS, který byl upraven molekulami citlivými na světlo. Tento materiál provádí elektřinu a zůstává měkká a flexibilní, takže je vhodná pro použití na rozhraní mezi elektronikou a biologickou tkáň.

Z dlouhodobého hlediska by tento výzkum mohl připravit cestu pro nové přístupy k léčbě onemocnění sítnice, jako jsou vizuální poruchy související s věkem. Než však může být použita v medicíně, musí být technologie pečlivě testována, aby byla zajištěna kompatibilní s živou tkáni. Za tímto účelem vědci provádějí tzv. In vitro analýzy – laboratorní testy prováděné mimo tělo – a mimo jiné zkoumají nervovou tkáň.