Los investigadores de la Universidad de Hokkaido han encontrado un material suave y húmedo que puede memorizar, recuperar y olvidar información, al igual que el cerebro humano. Informan sus hallazgos en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS .
El cerebro humano aprende cosas, pero tiende a olvidarlas cuando la información ya no es importante. Recrear este proceso de memoria dinámica en materiales hechos por humanos ha sido un desafío. Investigadores de la Universidad de Hokkaido ahora informan sobre un hidrogel que imita la función de memoria dinámica del cerebro: codificación de información que se desvanece con el tiempo dependiendo de la intensidad de la memoria.
Los hidrogeles son materiales flexibles compuestos de un gran porcentaje de agua, en este caso alrededor del 45%, junto con otros productos químicos que proporcionan una estructura similar a un andamio para contener el agua. El profesor Jian Ping Gong, el profesor asistente Kunpeng Cui ysus estudiantes y colegas del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas de la Universidad de Hokkaido WPI-ICReDD están buscando desarrollar hidrogeles que puedan cumplir funciones biológicas.
"Los hidrogeles son excelentes candidatos para imitar funciones biológicas porque son suaves y húmedos como los tejidos humanos", dice Gong. "Estamos entusiasmados de demostrar cómo los hidrogeles pueden imitar algunas de las funciones de memoria del tejido cerebral".
En este estudio, los investigadores colocaron un hidrogel delgado entre dos placas de plástico; la placa superior tenía una forma o letras recortadas, dejando solo esa área del hidrogel expuesta. Por ejemplo, los patrones incluían un avión y la palabra "GEL"."Inicialmente colocaron el gel en un baño de agua fría para establecer el equilibrio. Luego, trasladaron el gel a un baño caliente. El gel absorbió agua en su estructura causando una hinchazón, pero solo en el área expuesta. Esto imprimió el patrón, que escomo una pieza de información, en el gel. Cuando el gel se movió de nuevo al baño de agua fría, el área expuesta se volvió opaca, haciendo visible la información almacenada, debido a lo que ellos llaman "frustración de la estructura". A la temperatura fría, elEl hidrogel se contrajo gradualmente, liberando el agua que había absorbido. El patrón se desvaneció lentamente. Cuanto más tiempo se dejara el gel en el agua caliente, más oscura o más intensa sería la impresión y, por lo tanto, más tiempo tardaría en desaparecer u "olvidar" lainformación. El equipo también mostróLas temperaturas más altas intensificaron los recuerdos.
"Esto es similar a los humanos", dice Cui. "Cuanto más tiempo pasas aprendiendo algo o más fuertes son los estímulos emocionales, más tiempo se tarda en olvidarlo".
El equipo demostró que la memoria establecida en el hidrogel es estable frente a fluctuaciones de temperatura y grandes estiramientos físicos. Más interesante aún, los procesos de olvido pueden programarse ajustando el tiempo de aprendizaje térmico o la temperatura. Por ejemplo, cuando aplicaron diferentes tiempos de aprendizaje acada letra de "GEL", las letras desaparecieron secuencialmente.
El equipo usó un hidrogel que contiene materiales llamados polianfolitos o geles de PA. El comportamiento de memorización-olvido se logra en base a una rápida absorción de agua y una lenta liberación de agua, que es posible gracias a los enlaces dinámicos en los hidrogeles ". Este enfoque debería funcionar para una variedad dede hidrogeles con enlaces físicos ", dice Gong.
"El sistema de memoria similar al cerebro del hidrogel podría explorarse para algunas aplicaciones, como la desaparición de mensajes de seguridad", agregó Cui.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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