指尖防护罩中的人工神经细胞

它们接收信号，然后自己发送特殊的脉冲模式：研究人员现在已经成功地将神经系统中神经元的复杂行为首次成功地转移到了半导体芯片上。他们还设法使这些人造神经元的能量需求非常低。因此，新技术可能会导致植入物的开发，该植入物可恢复神经系统中有缺陷的电路的功能，例如神经系统疾病或受伤。

“总部到心脏：跳动得更快!”在我们体内这种控制过程中发生的细节非常复杂。相应信号系统中的最小单位形成神经元。它们通过过程与其他神经细胞相连，并形成单元，这些单元又相互联网，形成包括大脑在内的整个身体神经系统。各个子组的神经元执行特殊功能：它们从较高级别的单元接收电脉冲，然后它们对它们产生特殊的信号行为。以心脏为例，特殊的神经元会从神经系统接收信号，它们会转换成控制脉冲，以实现最佳的抽气功能。

受损的神经回路如何修复?

如果这种神经控制系统受到干扰，则会出现物理问题。在某些心脏病中，神经元无法对神经系统的信号做出适当的响应，因此无法再最佳地调节其泵送能力。对于其他医学问题也是如此，在这些医学问题中，神经功能因退化，病理或与损伤相关的过程而受损。因此，科学家们一直在研究旨在修复故障电路的方法。但是，事实证明，开发像自然对手一样能够响应神经系统电信号的技术部门是一项棘手的挑战。

首先，他们设法准确地掌握某些神经元对来自其他神经的电刺激的反应。然后，他们使用方程式对相应的行为进行建模。正如您强调的那样，这很棘手，因为神经元对脉冲的响应非常复杂：如果神经元收到的信号强度是其两倍，则不一定表示其反应强度是后者的两倍-它可以创建全新的脉冲模式结果，研究人员说。最后，他们能够精确模拟神经细胞的自然反应行为。Nogaret说：“这是一项突破，因为我们现在已经开发出一种方法，可以将真实神经元的电特性复制到最小的细节。”

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用“神经软件”编程的芯片

然后，研究人员开发了可以通过自然神经元的响应行为进行编程的硅芯片。他们首先给了他们海马和呼吸神经元的特征。测试表明，这些芯片会对大量的脉冲做出反应，就像它们的自然榜样一样。正如研究人员所强调的那样，人工神经元还有另一个重要特征：“它们仅需要140纳瓦的能量。Nogaret说，这使得这些人工神经元非常适合生物电子植入物的开发。

研究人员已经针对特定的应用：“例如，我们正在开发智能起搏器，它们不仅可以刺激心脏均匀跳动。Nogaret说，由于有了人工神经元，这些设备可以使心输出量实时适应需求，这很自然。科学家们说，此外，还可以设想将其用于治疗神经退行性疾病，例如阿尔茨海默氏病。布里斯托大学的合著者朱利安·帕顿(Julian Paton)说：“生物电子对神经元反应的复制可以被微型化和植入，这为智能医疗技术的发展提供了巨大的机会，”这位科学家总结道。

（编辑：ASP站长网）