一种可以接收和释放多巴胺的人工神经元

来自南京邮电大学和中国中国科学院以及南洋理工大学和新加坡科学技术与研究局的一组研究人员开发了一种人工神经元，该神经元能够使用神经递质多巴胺进行交流。他们在Nature Electronics杂志上发表了他们的创作和预期用途。

正如研究人员所指出的，大多数机脑接口都依赖电信号作为通信媒介，而这些信号通常是单向的。大脑产生的电信号被读取和解释;信号不会发送到大脑。在这项新的努力中，研究人员朝着制造可以双向通信的脑机接口迈出了一步，它不是基于电信号。相反，它是化学介导的。

这项工作涉及构建一个人工神经元，该神经元既可以检测多巴胺的存在，也可以产生多巴胺作为一种反应机制。神经元由石墨烯(单片碳原子)和碳纳米管电极(单片碳原子卷成管状)组成。然后，他们添加了一个能够检测多巴胺存在的传感器和一个称为忆阻器的装置，该装置能够使用热激活水凝胶释放多巴胺，连接到人工神经元的另一部分。

研究人员通过将人工神经元与一些从大鼠身上收集的脑细胞一起放入培养皿中来测试人工神经元的交流能力。他们发现它能够感知并响应大鼠脑细胞产生和发送的多巴胺，并产生自己的一些，然后在大鼠脑细胞中产生反应。他们还发现，他们可以通过将多巴胺发送到用于移动机器人手的坐骨神经来激活一个小的小鼠肌肉样本。

研究人员指出，忆阻器可以被编程为根据应用产生和发送不同数量的多巴胺，就像脑细胞一样。他们承认他们的装置相当庞大，这将限制其作为脑机接口的使用，但请注意，它可能以目前的形式用于假肢设备。