一種可以接收和釋放多巴胺的人工神經元

來自南京郵電大學和中國中國科學院以及南洋理工大學和新加坡科學技術與研究局的一組研究人員開發了一種人工神經元，該神經元能夠使用神經遞質多巴胺進行交流。他們在Nature Electronics雜志上發表了他們的創作和預期用途。

正如研究人員所指出的，大多數機腦接口都依賴電信號作為通信媒介，而這些信號通常是單向的。大腦產生的電信號被讀取和解釋;信號不會發送到大腦。在這項新的努力中，研究人員朝著制造可以雙向通信的腦機接口邁出了一步，它不是基于電信號。相反，它是化學介導的。

這項工作涉及構建一個人工神經元，該神經元既可以檢測多巴胺的存在，也可以產生多巴胺作為一種反應機制。神經元由石墨烯(單片碳原子)和碳納米管電極(單片碳原子卷成管狀)組成。然后，他們添加了一個能夠檢測多巴胺存在的傳感器和一個稱為憶阻器的裝置，該裝置能夠使用熱激活水凝膠釋放多巴胺，連接到人工神經元的另一部分。

研究人員通過將人工神經元與一些從大鼠身上收集的腦細胞一起放入培養皿中來測試人工神經元的交流能力。他們發現它能夠感知并響應大鼠腦細胞產生和發送的多巴胺，并產生自己的一些，然后在大鼠腦細胞中產生反應。他們還發現，他們可以通過將多巴胺發送到用于移動機器人手的坐骨神經來激活一個小的小鼠肌肉樣本。

研究人員指出，憶阻器可以被編程為根據應用產生和發送不同數量的多巴胺，就像腦細胞一樣。他們承認他們的裝置相當龐大，這將限制其作為腦機接口的使用，但請注意，它可能以目前的形式用于假肢設備。