Исследователи из Сианьского университета Цзяотун и Технического университета Мюнхена представили высокочастотный искусственный нерв, способный имитировать работу биологических нервных клеток с беспрецедентной точностью. Разработка основана на органических электрохимических транзисторах с однородной интеграцией и открывает путь к созданию нейропротезов, интерфейсов «мозг-компьютер» и систем восстановления нервной ткани.
Основой искусственного нерва стали вертикальные органические электрохимические транзисторы (ОЭКТ), созданные методом послойного нанесения на подложку. Их ключевая особенность — структура из двух взаимопроникающих материалов с плавным переходом, которая улучшает передачу импульсов и сохраняет энергию дольше прошлых аналогов.
Устройство демонстрирует отклик всего за 27 микросекунд, частоту нестираемой памяти до 100 кГц и длительное сохранение состояния — до нескольких часов. Эти параметры приближают его к характеристикам биологических нервов, работающих в диапазоне высоких частот. Интегрированная система сочетает сенсорные, процессорные и запоминающие функции, имитируя работу рецепторов и синапсов — ключевых элементов нервной системы.
В отличие от ранних аналогов, где повышение проводимости ионов или электронов часто снижало способность сохранять заряд, новая структура обеспечила одновременный прорыв в обоих направлениях. Для проверки устройство имплантировали мышам с нарушенными нейронными функциями. Результаты показали не только биосовместимость, но и успешное восстановление базовых рефлексов, таких как реакция на внешние стимулы.
Перспективы технологии охватывают как медицинские, так и технологические сферы. В ближайшие годы искусственные нервы могут стать основой для умных протезов, управляемых сигналами мозга, систем общения для пациентов с параличом и устройств мониторинга нейроактивности. Однако перед этим предстоит масштабирование экспериментов, оценка долгосрочной безопасности и оптимизация энергоэффективности.
Следующим шагом учёных станет тестирование технологии на крупных животных и интеграция с существующими нейроимплантами.