Los investigadores de la Universidad RMIT se inspiraron en una herramienta emergente en biotecnología, la optogenética, para desarrollar un dispositivo que reproduzca la forma en que el cerebro almacena y pierde información.
La optogenética permite a los científicos profundizar en el sistema eléctrico del cuerpo con una precisión increíble, utilizando la luz para manipular las neuronas para que puedan activarse o desactivarse.
El nuevo chip se basa en un material ultra delgado que cambia la resistencia eléctrica en respuesta a diferentes longitudes de onda de luz, lo que le permite imitar la forma en que las neuronas trabajan para almacenar y eliminar información en el cerebro.
El líder del equipo de investigación, Dr. Sumeet Walia, dijo que la tecnología nos acerca a la inteligencia artificial IA que puede aprovechar toda la funcionalidad sofisticada del cerebro.
"Nuestro chip de inspiración optogenética imita la biología fundamental de la mejor computadora de la naturaleza: el cerebro humano", dijo Walia.
"Poder almacenar, eliminar y procesar información es fundamental para la informática, y el cerebro lo hace de manera extremadamente eficiente.
"Somos capaces de simular el enfoque neuronal del cerebro simplemente iluminando diferentes colores en nuestro chip".
"Esta tecnología nos lleva más lejos en el camino hacia una informática basada en luz rápida, eficiente y segura
"También nos acerca un paso importante hacia la realización de un cerebro biónico: un cerebro en un chip que puede aprender de su entorno tal como lo hacen los humanos"
Dr. Taimur Ahmed, autor principal del estudio publicado en Materiales funcionales avanzados dijo que ser capaz de replicar el comportamiento neuronal en un chip artificial ofrecía vías interesantes para la investigación en todos los sectores.
"Esta tecnología crea enormes oportunidades para que los investigadores comprendan mejor el cerebro y cómo se ve afectado por trastornos que interrumpen las conexiones neuronales, como la enfermedad de Alzheimer y la demencia", dijo Ahmed.
Los investigadores, del Grupo de Investigación de Materiales Funcionales y Microsistemas de RMIT, también han demostrado que el chip puede realizar operaciones lógicas, procesamiento de información, marcando otra casilla para una funcionalidad similar a la del cerebro.
Desarrollada en el MicroNano Research Facility de RMIT, la tecnología es compatible con la electrónica existente y también se ha demostrado en una plataforma flexible, para su integración en la electrónica portátil.
Cómo funciona el chip :
Las conexiones neuronales suceden en el cerebro a través de impulsos eléctricos. Cuando pequeños picos de energía alcanzan un cierto umbral de voltaje, las neuronas se unen, y usted ha comenzado a crear un recuerdo.
En el chip, la luz se usa para generar una fotocorriente. Cambiar de color hace que la corriente invierta la dirección de positivo a negativo.
Este cambio de dirección, o cambio de polaridad, es equivalente a la unión y ruptura de las conexiones neuronales, un mecanismo que permite a las neuronas conectarse e inducir el aprendizaje o inhibir e inducir el olvido.
Esto es similar a la optogenética, donde la modificación de las neuronas inducida por la luz hace que se enciendan o apaguen, permitiendo o inhibiendo las conexiones con la próxima neurona de la cadena.
Para desarrollar la tecnología, los investigadores utilizaron un material llamado fósforo negro BP que puede ser inherentemente defectuoso en la naturaleza.
Esto suele ser un problema para la optoelectrónica, pero con la ingeniería de precisión los investigadores pudieron aprovechar los defectos para crear una nueva funcionalidad.
"Los defectos generalmente se consideran como algo que se debe evitar, pero aquí los estamos usando para crear algo novedoso y útil", dijo Ahmed.
"Es un enfoque creativo para encontrar soluciones para los desafíos técnicos que enfrentamos"
Esta última publicación sigue el trabajo reciente del equipo publicado en pequeño DOI: 10.1002 / smll.201900966.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad RMIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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