Un team di ricercatori dell'Università delle poste e delle telecomunicazioni di Nanchino, dell'Accademia cinese delle scienze in Cina e dell'Università tecnologica di Nanyang e dell'Agenzia per la tecnologia e la ricerca scientifica di Singapore hanno sviluppato un neurone artificiale in grado di comunicare utilizzando il neurotrasmettitore dopamina. Hanno pubblicato la loro creazione e ne prevedevano l'uso sulla rivista Nature Electronics .

Come notano i ricercatori, la maggior parte delle interfacce cervello-macchina si basano su segnali elettrici come mezzo di comunicazione e tali segnali sono generalmente unidirezionali. I segnali elettrici generati dal cervello vengono letti e interpretati; i segnali non vengono inviati al cervello. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno compiuto un passo verso la creazione di un'interfaccia cervello-macchina in grado di comunicare in entrambe le direzioni e non basata su segnali elettrici. Invece, è mediato chimicamente.

Il lavoro ha comportato la costruzione di un neurone artificiale in grado di rilevare la presenza di dopamina e anche di produrre dopamina come meccanismo di risposta. Il neurone è costituito da grafene (un singolo foglio di atomi di carbonio) e un elettrodo di nanotubi di carbonio (un singolo foglio di atomi di carbonio arrotolato in un tubo). Hanno quindi aggiunto un sensore in grado di rilevare la presenza di dopamina e un dispositivo chiamato memristor in grado di rilasciare dopamina utilizzando un idrogel attivato dal calore, attaccato a un'altra parte del loro neurone artificiale.

I ricercatori hanno testato la capacità del loro neurone artificiale di comunicare mettendolo in una capsula di Petri con alcune cellule cerebrali raccolte da un topo. Hanno scoperto che era in grado di percepire e rispondere alla dopamina creata e inviata dalle cellule cerebrali di ratto e anche di produrne parte, che poi ha prodotto una risposta nelle cellule cerebrali di ratto. Hanno anche scoperto che potevano attivare un piccolo campione muscolare di topo inviando dopamina a un nervo sciatico, che veniva utilizzato per muovere la mano di un robot.

I ricercatori notano che il memristor può essere programmato per generare e inviare diverse quantità di dopamina a seconda dell'applicazione, proprio come fanno le cellule cerebrali. Riconoscono che la loro configurazione è piuttosto ingombrante, il che limiterebbe il suo utilizzo come interfaccia cervello-macchina, ma notano che potrebbe essere utilizzabile nella sua forma attuale in un dispositivo protesico. + Esplora ulteriormente

Uno studio sui topi mostra che la dopamina viene rilasciata nel cervello in risposta all'idratazione

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