混合离子-电子导电聚合物中稳定的离子可调反双极性实现仿生真实人工神经元
软凝聚态物质
2022-12-26 v1 神经元与认知
摘要
生物集成神经形态系统有望为记录和调控生物系统信号提供新方案。使此类人工神经电路成功需要最小的电路复杂度以及类似于生物机制的基于离子的运行机制。然而，通常在硅或有机半导体神经形态系统中实现的简单漏积分发放模型神经元只能模拟少数神经特征。基于传统复杂硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）或负微分电阻（NDR）器件电路的更具功能性神经元模型制造复杂、不具备生物相容性，且缺乏基于离子和化学的调制特征。在此，我们报道了一种仿生真实的基于电导的有机电化学神经元（c-OECN），其使用具有可靠离子可调反双极性的混合离子-电子导电梯型聚合物。后者用于模拟生物神经元Na通道的激活/失活以及K通道的延迟激活。这些c-OECN随后能以接近100 Hz的生物合理频率发放尖峰、模拟大多数关键生物神经特征、展示随机尖峰发放，并实现神经递质和基于Ca2+的尖峰调制。这些综合特征是先前技术无法实现的。
引用
@article{arxiv.2210.10871,
title = {Stable ion-tunable antiambipolarity in mixed ion-electron conducting polymers enables biorealistic artificial neurons},
author = {Padinhare Cholakkal Harikesh and Chi-Yuan Yang and Han-Yan Wu and Silan Zhang and Jun-Da Huang and Magnus Berggren and Deyu Tu and Simone Fabiano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10871},
year = {2022}
}