具有离子介导尖峰特性的有机电化学神经元与突触
医学物理
2024-03-04 v1 生物物理
神经元与认知
摘要
未来的脑机接口、假肢和智能软体机器人需要将人工神经形态器件与生物系统集成。由于生物相容性差、电路复杂性、低能效以及工作原理与生物的离子信号调制根本不同，传统的基于硅的神经形态实现方案的生物集成潜力有限。在此，我们报道了首个基于全打印互补有机电化学晶体管的具有离子调制尖峰特性的有机电化学神经元（OECNs）。我们展示了 OECNs 与捕蝇草（Dionaea muscipula）的简便生物集成，以在输入刺激下诱导叶片闭合。OECNs 还可以与全打印有机电化学突触（OECSs）集成，表现出具有双脉冲促进的短期可塑性和保留时间>1000 秒的长期可塑性，从而促进赫布学习。这些柔软且灵活的 OECNs 工作在 0.6 V 以下并能响应多种刺激，为可能与植物、无脊椎动物和脊椎动物的生物信号系统集成的局部人工神经系统定义了新的前景。
引用
@article{arxiv.2403.00005,
title = {Organic electrochemical neurons and synapses with ion mediated spiking},
author = {H. Padinhare and C. Yang and D. Tu and J. Gerasimov and A. M. M. Dar and A. A. Moreira and M. Massetti and R. Kroon and D. Bliman and R. Olsson and E. Stavrinidou and M. Berggren and S. Fabiano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.00005},
year = {2024}
}