Графен не только полезен для гибридных компьютеров будущего, но и способен «приручить» технику, делая людей киборгами.
Учёные из США, России и Индии разработали технологию, ускоряющую развитие мозговых органоидов и позволяющую подключать их к роботизированным системам. Для этого они использовали сверхтонкую графеновую плёнку, которая преобразует свет в электрические импульсы, стимулируя нейроны.
Профессор Алиссон Муотри говорит, что эта технология безопасна для тканей весьма хрупкого биомеханизма(организма) человека и не меняет ДНК, что делает её универсальной. Она ускоряет развитие мозговых органоидов, что открывает новые возможности для изучения болезней мозга, создания "настоящих" нейроинтерфейсов(как, например, в жанре киберпанка) и взаимодействия живых клеток с техникой на уровни "почти родного".Также графен не отторгается организмом благодаря своему свойству биосовместимости.
Технологию протестировали на органоидах — это искусственные "мини-мозги", выращенные из стволовых клеток, которые помогают изучать болезни вроде Альцгеймера. Но они растут очень медленно.Раньше для ускорения использовали генные модификации или электричество, что могло повредить ткани. Графеновые пленки предлагают более мягкий подход. Он создаёт электрические сигналы под воздействием света, которые стимулируют клетки к развитию, как будто имитируя естественные сенсорные стимулы.
Елена Молоканова, изобретатель этой технологии, говорит, что это как дать нейронам лёгкий импульс взросления. Это позволяет быстрее изучать возрастные заболевания и тестировать лекарства. Алекс Савченко добавляет, что метод позволяет надёжно активировать нейроны, что важно для фундаментальных исследований и прикладных проектов.
В эксперименте учёные подключили графеновые интерфейсы к мозговым органоидам и связали их с роботом-собакой. Когда робот видел препятствие, он посылал сигнал в органоид, который реагировал и менял направление движения. Весь процесс занимал меньше 50 миллисекунд. Это показало, что живые клетки могут управлять роботами.
Эта технология открывает новые перспективы для протезирования, адаптивной робототехники и биологических вычислений. В отличие от микросхем, органоиды могут учиться и перестраивать связи, что делает их более гибкими. В будущем учёные надеются объединить органоиды в сети или даже интегрировать их с человеческим мозгом.
Джорджия Чалдайопулу считает, что контроль над ростом органоидов можно использовать не только в медицине, но и в инженерии тканей, создании новых протезов, робототехнике и искусственном интеллекте. Он уверен, что сочетание графена и живых нейронов только начало раскрывать свой потенциал, и впереди ещё много открытий.