陈根：人工突触诞生第一个杂交版本，还可与活细胞进行通讯

文/陈根

近年来，人工智能和脑机接口作为前沿科技研究的热点技术，一直颇受业界关注，不论是人工智能还是脑机接口，这些技术的发展都基于脑科学的发展。虽然人脑看起来就像一大块雕成核桃仁造型的豆腐，但人脑的本质，却是一个由神经元（neuron）构成的网络。

受大脑启发的计算范式通过模拟生物系统的分布式信息处理，在视觉和语言任务的自动化方面取得了实质性进展。人工神经网络（ANNs）与生物系统的相似性启发了ANN在生物医学界面中的实现。虽然前景看好，但这些实现依赖于运行ANN算法的软件。最终，需要构建既能直接与活体组织连接又能基于生物反馈进行适应的硬件，而朝向生物整合的神经形态系统的第一个重要步骤就是实现基于生化信号活动的突触调节。

近日，来自斯坦福大学的研究人员就联合了意大利理工学院和荷兰埃因霍温科技大学的研究人员在国际期刊《自然》上发布了最新的相关研究成果，研究团队测试了人工突触的第一个生物杂交版本，并证明了它可以与活细胞进行通讯。这种设备产生的未来技术可以通过直接响应来自大脑的化学信号来发挥作用。

研究人员将一个有机的神经形态装置与多巴胺能细胞结合，形成一个具有神经递质介导的突触可塑性的生物杂交突触。通过模拟突触裂的多巴胺循环机制，证明了突触重量的长期调节和恢复，这项研究这证明了将化学和电融为一体的交流是可能的，也为将人工神经形态系统与生物神经网络相结合铺平了道路。

现在，研究人员已经成功测试了他们的设计，他们正在寻找未来研究的最佳途径，其中可能包括在脑启发计算机、脑机接口、医疗设备、神经科学新研究工具上等的工作可能性。他们正在研究如何使设备在包含各种细胞和神经递质的更复杂的生物环境中发挥更好的功能。