Учёные Саратовского государственного национального исследовательского университета имени Н.Г. Чернышевского разработали нейрон, который имитирует работу настоящих нервных клеток. Это открытие может ускорить создание нейропротезов и помочь в изучении работы мозга.
Новый генератор имитирует «спайки» – электрические импульсы, которые нейроны используют для общения между собой. Секрет разработки – в специальной схеме с асимметричным диодным блоком.
Частоту импульсов можно регулировать, меняя параметры колебательного контура. Форму сигнала изменяют, добавляя или убирая диоды. Схема разработки вдвое проще аналогов: состоит из 7 элементов вместо 14.
Исследование может применяться не только для изучения работы нейронных сетей. Изобретение имеет перспективы в нейропротезировании для создания имплантов, заменяющих повреждённые нервные клетки, робототехнике – для разработки более «умных» сенсорных систем.
Существующие электронные нейроны либо слишком примитивны, либо чрезмерно сложны. Российская разработка нашла золотую середину – достаточно точна, чтобы имитировать биологические процессы, но при этом проста и экономна в производстве.
Учёные уже работают над созданием сети из таких «электронных нейронов». Это позволит моделировать сложные состояния мозга и искать способы борьбы с нейродегенеративными заболеваниями. Также будут создаваться новые электронные схемы, которые ведут себя как настоящие нейроны. Это поможет в разработке более эффективных нейрокомпьютеров и медицинских технологий.
Исследование поддержано грантами Российского научного фонда № 23-12-00103 и Научного центра «Идея» АСП-10-2022/II. Первые результаты опубликованы в журнале Chaos, Solitons & Fractals.