Транзистор, имитирующий синапс головного мозга, создан французскими учеными - Гранит науки - 2010-02-08

Синапс – место контакта между двумя нервными клетками в головном мозгу, где происходит передача сигнала от одной клетки к другой. При этой синаптической передаче параметры сигнала – амплитуда и частота – могут регулироваться, вследствие чего мозг высших животных обладает т.н. синаптической пластичностью, лежащей в основе процессов запоминания и обучения. Соответственно, искусственный синапс может быть использован как для переработки информации по принципам естественных нейронных сетей, т.е. в системах, работающих аналогично головному мозгу, нейрокомпьютерах. Кроме того они могут служить вспомогательной структурой для соединения искусственных управляющих устройств с биологическими объектами. Создатели органического транзистора-синапса – Доминик Вильом (Dominique Vuillaume) из Университета Лилля (University of Lille) с коллегами из французского Национального центра научных исследований (Centre national de la recherche scientifique, CNRS) и Комиссариата атомной энергетики (Commissariat à l’énergie atomique), авторы публикации в журнале Advanced Functional Materials, о которой сообщает сайт международного Института физики (Institute of Physics) physicsworld. Изучая прохождение электрических сигналов через органический транзистор, они обнаружили, что эти импульсы ведут себя точно как биохимические вещества нейромедиаторы, посредством которых в синапсе головного мозга происходит передача сигнала между клетками.

Органический транзистор, о котором идет речь, представляет собой золотые частицы размером от 5 до 20 нанометров, покрытые 35-нанометровой пленкой из полициклического углеводорода пентацена – его молекула состоит из пяти конденсированных бензольных колец. Такая структура органического материала способствует имитации уже упомянутой синаптической пластичности. Наночастицы с пентаценовой оболочкой фиксировались в канале транзистора на подложке из диэлектрика. Все устройство получило название «полевой нанотранзистор органической памяти» или NOMFET (это аббревиатура от английского названия Nanoparticle Organic MemoryField-Effect Transistor) - в нем, как в любом полевом транзисторе, ток изменяется под влиянием перпендикулярного току электрического поля. Аналогом сигнала, предшествующего синапсу, в органическом нанотранзисторе является электрический импульс, заряд которого улавливался наночастицами. Манипулируя подаваемым на наночастицы напряжением, можно контролировать изменения проходящего через них сигнала, т.е. демонстрировать пластичность искусственного синапса, сходную с природной пластичностью синаптической передачи в головном мозгу.