Ils créent un neurone artificiel en utilisant du sel et de l’eau

Une équipe de scientifiques du Université d’Utrechtaux Pays-Bas, et celui de Sogang, en Corée du Sud, vient de publier une étude très intéressante sur l’iontronique. Il s’agit d’une technique, encore balbutiante, qui fera beaucoup parler de lui dans le futur, car elle combine la biologie et l’électronique pour obtenir les meilleures performances, en profitant des avantages de chaque discipline. Dans ce cas, ils ont réussi à fabriquer un neurone artificielutilisant essentiellement de l’eau et du sel, mais en se concentrant sur le développement d’ordinateurs fonctionnant comme un cerveau humain.

Cela ressemble aux recettes typiques de TikTok dans lesquelles on utilise deux ingrédients qui deviennent dix si l’on prend en compte les assaisonnements, l’huile et autres condiments. Les informations sont transmises via sels dissous dans l’eau, exactement la même chose qu’avec les cellules cérébrales ; mais, logiquement, davantage de composants sont nécessaires.

En tout cas, ce neurone artificiel est une invention des plus innovantes. Pour l’instant, ce n’est guère plus qu’un preuve de conceptmais à l’avenir, il pourrait avoir de nombreuses applications dans des domaines comme l’informatique ou la médecine, entre autres.

Un neurone artificiel pour imiter la plasticité cérébrale

Pour savoir comment fonctionne ce neurone artificiel, nous devons d’abord comprendre comment il le fait naturellement.

Notre cerveau contient des millions de neurones qui forment autoroutes à travers lequel l’information circule à un rythme vertigineux. Cette information est transmise sous forme de signaux électriques qui passent d’une cellule cérébrale à une autre via signaux électriques.

La partie du neurone qui agit comme un fil à travers lequel circule l’électricité est la axone. De là, les informations passent au dendrites du prochain neurone.

La transmission de impulsion électriqueconnu comme potentiel d’action, peut se produire de deux manières. Dans certains cas, l’axone d’un neurone et les dendrites du neurone suivant sont en contact, donc l’électricité est transmise physiquementcomme lorsqu’une personne touche une autre personne qui a reçu un choc électrique.

Dans d’autres cas, il n’y a pas de contact direct, donc le libération de neurotransmetteur. Ce sont de petites molécules qui sont sécrétées dans un neurone et, à travers la fente synaptique, passent aux récepteurs du neurone suivant. En fonction de l’origine du signal électrique, un type spécifique de neurotransmetteur sera libéré avec une fonction liée à ce signal. À son tour, il ne pourra se lier qu’à des récepteurs spécifiques sur l’autre neurone, comme une clé dans une serrure. Lorsque le neurotransmetteur se lie à son récepteur, il provoque le passage de certains ions à travers la membrane cellulaire, de telle sorte qu’un nouveau potentiel d’action est généré, lié à celui qui a provoqué la libération du neurotransmetteur. Ainsi, le message continue de circuler d’un neurone à l’autre.

À ce stade, il est important de garder à l’esprit que ce qui fait du cerveau un organe si spécial, entre autres choses, c’est son plasticité. Notre système nerveux a la capacité de renforcer les connexions neuronales qu’il utilise le plus et d’affaiblir celles qui ne lui sont pas utiles. C’est ce que nous essayons d’imiter avec le neurone artificiel qui vient d’être fabriqué.

Le memristor iontronique

Le neurone artificiel créé par ces scientifiques est basé sur un memristor iontronique. Le memristor Ce n’est pas une nouvelle invention. Son utilité possible a été décrite dans les années 70, même s’il a fallu plus de trois décennies pour qu’il soit fabriqué.

Il s’agit d’un appareil qui consiste essentiellement en un résistance avec mémoire. Il est capable de rappeler l’électricité qui l’a traversé et maintient certaines fonctions au repos jusqu’à ce qu’elles soient à nouveau nécessaires. Par exemple, on considère qu’elle pourrait être un bon substitut aux cartes mémoire RAM, puisque la mémoire y disparaît une fois l’ordinateur éteint. En revanche, le memristor peut rappeler à quel moment il a été laissé lorsque la machine se rallume.

Malgré cette utilité possible, les memristors sont pratiquement en désuétude Aujourd’hui. La même chose arrive avec des outils basés sur l’iontronique. Fondamentalement, il s’agit « d’une technologie émergente basée sur un contrôle sophistiqué des ions en tant que porteurs de signaux qui relient l’électronique à semi-conducteurs et le système biologique ». Autrement dit, les signaux électriques qui se produisent naturellement dans notre corps sont utilisés pour des applications électroniques comme celle-ci. neurone artificiel. Cela se fait généralement en utilisant des milieux aqueux, comme ceux normalement utilisés dans le cerveau. Et tout le mécanisme d’entrée et de sortie des ions généré dans les synapses se produit dans un milieu de ce type. En gros, c’est eau avec du sel.

C’est bénéfique, car l’efficacité du cerveau humain peut être transférée aux ordinateurs modernes. Mais aussi parce que cela peut aider à la fabrication de systèmes biocompatibles et biodégradables, qui pourraient être très utiles en médecine.

Un cône rempli d’eau salée

Le neurone artificiel développé par ces scientifiques Il consiste d’une manière générale dans un très petit appareil conique, rempli d’eau salée. Il mesure 150 micromètres de haut et 200 micromètres de diamètre à la base, ce qui fait à peine la taille de quelques cheveux humains réunis.

Les premiers tests effectués avec l’appareil montrent que les changements de longueur affectent le temps de rétention de la mémoire, de telle sorte qu’il peut être adapté à des besoins spécifiques. Le fonctionnement est fondamentalement similaire à celui des neurones. Si les cellules du cerveau sont capables de renforcer vos connexions les plus nécessaires, Cet appareil peut mémoriser l’électricité qui l’a parcouru et déterminer s’il doit renforcer son utilisation ou céder les efforts à un autre qui est davantage utilisé. Cela pourrait essentiellement être réalisé avec un mécanisme permettant de modifier sa longueur.

Il s’agit d’un appareil très futuriste, mais il a déjà été démontré qu’il pouvait devenir réalité. Seulement avec de l’eau et du sel et, comme assaisonnement, beaucoup de science derrière cela.