Neuronas artificiales para vegetales

Se ha demostrado, por vez primera, que una neurona orgánica artificial puede integrarse con una planta viva y con una sinapsis orgánica artificial. Tanto la neurona como la sinapsis están fabricadas con transistores electroquímicos orgánicos impresos.

Al conectarse a la planta carnívora venus atrapamoscas, los impulsos eléctricos de la neurona artificial pueden hacer que las hojas de la planta se cierren, aunque ninguna mosca haya entrado en la trampa. Los semiconductores orgánicos pueden conducir tanto electrones como iones, lo que ayuda a imitar el mecanismo que poseen las plantas para generación de pulsos (potenciales de acción) basado en iones. En este caso, el pequeño pulso eléctrico de menos de 0,6 voltios puede inducir potenciales de acción en la planta, lo que a su vez hace que las hojas se cierren.

Este llamativo logro es obra del equipo de Simone Fabiano, del Laboratorio de Electrónica Orgánica en la Universidad de Linköping (campus de Norrköping) en Suecia.

En 2018, el grupo de investigación de la Universidad de Linköping fue el primero en desarrollar circuitos electroquímicos orgánicos complementarios e imprimibles, es decir, con polímeros de tipo n y de tipo p, que conducen cargas negativas y positivas. Esto permitió construir transistores electroquímicos orgánicos complementarios impresos. Posteriormente, el grupo ha optimizado los transistores orgánicos para que puedan fabricarse en prensas de impresión sobre una fina lámina de plástico. Es factible imprimir miles de transistores en un solo sustrato de plástico. Con la colaboración de investigadores de Lund y Gotemburgo, el grupo ha utilizado los transistores impresos para emular a las neuronas y a las sinapsis biológicas.

Los investigadores comprobaron que es posible imprimir miles de sus transistores especiales en una pequeña superficie sobre una fina lámina de plástico. (Foto: Thor Balkhed. CC BY-ND)

Entre los resultados de la última tanda de experimentos también destaca el de que la conexión entre la neurona y la sinapsis ha resultado tener una cierta capacidad de aprendizaje, parecida a la de las neuronas biológicas con sus sinapsis. En el sistema artificial de Fabiano y sus colegas, la información se almacena en la sinapsis.

El equipo de investigación expone los detalles técnicos de sus últimos resultados en esta línea de investigación en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Organic Electrochemical Neurons and Synapses with Ion Mediated Spiking”. (Fuente: NCYT de Amazings)