科学家创造能与自然生物系统整合的人工神经元 并成功控制活体植物

新的人工神经元建立在该团队早期版本的基础上，后者是印在塑料薄膜上的有机电化学电路。由于它们是由可以传导正离子或负离子的聚合物制成的，这些电路构成了晶体管的基础。在新的研究中，该团队优化了这些晶体管，并使用它们来构建人工神经元和突触，并将它们与生物系统连接起来。

当晶体管检测到带有某些电荷的离子浓度时，它们会进行切换，产生一个信号，然后可以被其他神经元接收到。重要的是，生物神经元在这些相同的离子信号上运作，这意味着人工和自然神经细胞可以连接起来。

该研究的作者杨志远（音译）说：“我们已经开发了基于离子的神经元，与我们自己的神经元类似，可以与生物系统连接。有机半导体有许多优点--它们具有生物相容性，可生物降解，柔软且可成型。它们只需要低电压就可以工作，这对植物和脊椎动物都完全无害。”

为了演示这个新系统，研究人员将他们的人工神经元与一株活的维纳斯捕蝇草相连接。果然，来自人工神经元的电脉冲足以触发捕蝇草关闭其叶片，但电压低于0.6伏，足够温和，不会伤害植物。

耐人寻味的是，研究小组说，这些神经元展示了一种被称为“赫布学习”的记忆形式，即重复激活特定的突触，加强两侧的神经元，使该信号随着时间的推移更加有效。

该团队说，选择维纳斯捕蝇草作为演示对象是因为它的反应非常清晰，但最终人工神经元可以与动物甚至人类神经元整合。他们可能会发现自己在人工神经元和自然神经元之间架起了一座“桥梁”，以实现更灵敏的假肢、植入物和机器人技术。

最近的其他研究已经成功地制作了人工突触，利用多巴胺等神经递质化学品与合成电子系统进行交流。

这项新研究发表在《自然通讯》杂志上。