大腦的神經(jīng)功能與化學(xué)信號(hào)和電信號(hào)密切相關(guān)。然而，目前的仿突觸器件只能實(shí)現(xiàn)對(duì)電信號(hào)的識(shí)別，很難直接感知化學(xué)信號(hào)，制備對(duì)于化學(xué)信號(hào)具有響應(yīng)的人工突觸成為國(guó)際研究的科學(xué)難題。
近日，中科院化學(xué)所、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、湘潭大學(xué)及北京師范大學(xué)的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，成功構(gòu)建了一種聚電解質(zhì)限域的流體憶阻器，并利用單個(gè)器件實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)化學(xué)信號(hào)與電信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的模擬。該研究有望推動(dòng)人類對(duì)大腦“化學(xué)語(yǔ)言”的讀取和交互，為發(fā)展神經(jīng)智能傳感、類腦智能器件和神經(jīng)感覺假肢等提供了新的思路。
科研團(tuán)隊(duì)充分利用其在腦神經(jīng)電分析化學(xué)和限域離子傳輸研究領(lǐng)域的長(zhǎng)期積累，提出基于限域流體器件發(fā)展仿神經(jīng)突觸功能的構(gòu)思。在構(gòu)建聚電解質(zhì)限域流體體系的基礎(chǔ)上，科研人員發(fā)現(xiàn)此體系具有憶阻器的特征，成功模擬了多種神經(jīng)電脈沖行為。相比于傳統(tǒng)固體器件，所發(fā)展的流體器件具有可與生物體系相比擬的工作電壓和低功耗。更重要的是，基于流體體系的特征，此器件可以在生理溶液中模擬神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)記憶功能的調(diào)控，成功模擬了突觸可塑性的化學(xué)調(diào)控行為?？蒲腥藛T進(jìn)一步利用聚電解質(zhì)對(duì)不同對(duì)離子的識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)化學(xué)信號(hào)與電信號(hào)之間轉(zhuǎn)導(dǎo)的模擬，在化學(xué)突觸的模擬研究領(lǐng)域中邁出了關(guān)鍵的一步。
