About / Advertise
Forskare vid Linköpings universitet har visat att en nervcell och en synaps kan byggs av tryckta organiska elektrokemiska transistorer och integreras i en levande växt. Resultatet är unikt och publicerat i Nature Communications.
Redan år 2018 var en forskargrupp vid Linköpings universitet först med att få fram komplementära och tryckbara organiska elektrokemiska kretsar. Det handlar om polymerer av både n- och p-typ som leder negativa och positiva laddningar. Därmed gick det att bygga tryckbara komplementära organiska elektrokemiska transistorer.
Sedan dess har gruppen optimerat de organiska transistorerna så att de kan tryckas i tryckpress på en tunn plastfolie. Tusentals transistorer kan nu tryckas på ett liten bit substrat.
Nu har Linköpingsteamet tillsammans med forskare i Lund och Göteborg lyckats efterlikna det biologiska systemets neuroner och synapser med hjälp av de tryckta transistorerna. För första gången har därmed forskare kunnat visa att en artificiell organisk neuron, en nervcell, kan integreras med en artificiell organisk synaps i en levande växt.
En liten elektrisk puls från den artificiella nervcellen kan få bladen på den köttätande växten Venus flugfälla att slutas, trots att ingen fluga fastnat i dess käftar. Organiska halvledare har förmågan att leda både elektroner och joner, och kan därför efterlikna växtens eget system. I det här fallet är det en liten elektrisk puls, mindre än 0,6 V, som inducerar den jonpuls som får växten att sluta sina blad.
– Vi valde Venus flugfälla för att tydligt kunna visa hur vi kan styra det biologiska systemet med det artificiella organiska systemet och få dem att kommunicera på samma språk, säger Simone Fabiano, vid Laboratoriet för organisk elektronik vid Campus Norrköping, i ett pressmeddelande.
– Vi har även visat att kopplingen mellan neuronen och synapsen har ett lärande beteende, så kallad Hebbiansk inlärning. Information lagras i synapsen som gör signaleringen allt effektivare.
Förhoppningen är att artificiella nervceller i framtiden ska kunna användas för känsliga mänskliga proteser, implanterbara system för att mildra neurologiska sjukdomar liksom inom mjuk intelligent robotik.
Forskningen har finansierats via bland andra Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för strategisk forskning och regeringens strategiska satsning på avancerade funktionella material, AFM, vid Linköpings universitet.
Resultatet är publicerat i ansedda Nature Communications. Här kan du nå artikeln Organic Electrochemical Neurons and Synapses with Ion Mediated Spiking (länk).
