Wissenschaftler entwickeln leicht ansprechende Transistoren, die Hirnsynapsen nachahmen

Ein interdisziplinäres Forschungsteam unter der Leitung von Professor Francesca Santoro und Dr. Valeria Criscuolo vom Institut für biologische Informationsverarbeitung – Bioelektronik am Forschungszentrum Jüloich, in Zusammenarbeit mit Kollegen von RWTH AACHEN University – Professor Daniele Leonori und Junior Professor Giohanni, Now University and Junior Professor Giohanni, Now. hat eine neue Klasse organischer photoelektrochemischer Transistoren (Opects) entwickelt. Diese winzigen Geräte können Licht in elektrische Signale umwandeln und das Verhalten von Synapsen im Gehirn nachahmen. Die Forschungsergebnisse wurden jetzt im Research Journal veröffentlicht Fortgeschrittene Wissenschaft.

Unser Gehirn wirkt, indem wir Signale zwischen Nervenzellen verabschieden und sich im Laufe der Zeit an das Lernen und Erinnern anpassen. Wissenschaftler versuchen, diese Art von Verhalten in elektronischen Geräten, einem als neuromorphen Elektronik bekannten Feld, nachzubilden. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, Materialien zu entwickeln, die auf ähnliche Weise wie das Gehirn „lernen“ können.

Das Team aus Jülich und Aachen hat in diesem Bereich einen wichtigen Schritt nach vorne gemacht. Was ihre neue Technologie besonders ausmacht, ist, dass seine Eigenschaften mithilfe der Chemie genau angepasst werden können. Dies bedeutet, dass das Material auf Licht zugeschnitten oder besonders stabil übertragen werden kann. Dies eröffnet zahlreiche potenzielle Anwendungen: Die Plattform könnte als Schnittstelle zwischen Technologie und Nervenzellen dienen, beispielsweise in visuellen Prothesen oder anderen medizinischen Geräten. Hochempfindliche optische Sensoren und neuartige Hirn -Maschinen -Schnittstellen sind ebenfalls möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Komponenten einen geringen Stromverbrauch aufweisen und flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden können.

Damit das Gerät später mit realen Nervenzellen oder Augengewebe verwendet werden kann, muss das Material biokompatibel sein – mit anderen Worten, kompatibel mit dem menschlichen Körper – bei Körpertemperatur funktionieren. Die Forscher verwenden daher einen speziellen Kunststoff namens Pedot: PSS, der mit lichtempfindlichen Molekülen modifiziert wurde. Dieses Material leitet Elektrizität und bleibt weich und flexibel, wodurch es für die Verwendung an der Grenzfläche zwischen Elektronik und biologischem Gewebe geeignet ist.

Langfristig könnte diese Forschung den Weg für neue Ansätze zur Behandlung von Netzhautkrankheiten wie altersbedingte visuelle Störungen ebnen. Bevor sie jedoch in der Medizin eingesetzt werden kann, muss die Technologie sorgfältig getestet werden, um sicherzustellen, dass sie mit lebendem Gewebe kompatibel ist. Zu diesem Zweck führen die Forscher so genannte In -vitro -Analysen – Labortests außerhalb des Körpers – durch und untersuchen unter anderem das Nervengewebe.

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