Инженеры Северо-Западного университета (Northwestern University) впервые создали с помощью печати искусственные нейроны, которые не просто имитируют работу биологических клеток, а напрямую взаимодействуют с ними. Устройство генерирует электрические сигналы, полностью идентичные природным по форме и временным параметрам. Это открывает прямой путь к созданию интерфейсов «человек – компьютер» и нейроморфных вычислителей, подражающих работе мозга.

Как это сделано

В основе технологии — специальные чернила из наночешуек дисульфида молибдена и графена. Их методом струйного напыления наносили на гибкую полимерную подложку, а затем пропускали ток для частичного разложения материала. Ключевой момент: часть связующего полимера сохранялась. В результате формировались тончайшие проводящие нити (филаменты), которые могли влиять на форму и силу проходящего тока. Полученный спектр сигналов — от одиночных спайков до пакетных очередей импульсов — удивительным образом совпал с естественной нейронной активностью.

Главное доказательство

Совпадение подтвердили экспериментально. Когда искусственные нейроны подключили к срезам мозжечка мыши, живые клетки распознали их сигналы как «свои» и активировали нейронные цепи. Это первая демонстрация того, что напечатанные нейроны могут генерировать правильные сигналы в нужном временном диапазоне — в отличие от старых органических аналогов (слишком медленных) и чисто электронных (слишком быстрых).

Куда ведёт разработка

Открытие прокладывает дорогу к:

• интерфейсам «мозг – компьютер» следующего поколения;

• нейропротезам для восстановления слуха, зрения и движений;

• решению проблемы колоссального энергопотребления ИИ.

Если нейроморфные вычисления приблизятся по энергоэффективности к мозгу (а она, по словам авторов, на пять порядков выше, чем у классических компьютеров), эта технология позволит создавать вычислительные системы, которым для работы нужно радикально меньше ресурсов.