Les cellules nerveuses en plastique se perfectionnent et se simplifient
Ces résultats ouvrent la voie à une nouvelle génération de capteurs intégrés au corps, d'implants médicaux et de robots
Des chercheurs de l'université de Linköping, en Suède, ont fait la démonstration d'un neurone artificiel en plastique conducteur capable de remplir des fonctions avancées similaires à celles des cellules nerveuses biologiques. Les résultats, publiés dans Science Advances, ouvrent la voie à une nouvelle génération de capteurs intégrés au corps, d'implants médicaux et de robotique.
Des chercheurs de l'université de Linköping ont créé une cellule nerveuse artificielle à partir d'un seul transistor électrochimique organique, tout en reproduisant jusqu'à 17 propriétés neuronales.
Thor Balkhed
"Imiter le comportement des neurones biologiques est depuis longtemps un objectif majeur de l'ingénierie dite neuromorphique. L'électronique traditionnelle à base de silicium n'est pas à la hauteur car elle ne parle pas le même langage que les cellules nerveuses de notre corps", explique Simone Fabiano, professeur de science des matériaux à l'université de Linköping (LiU).
Au lieu de s'appuyer sur le silicium rigide, l'équipe de Simone Fabiano du laboratoire d'électronique organique de l'université de Linköping travaille avec une catégorie de matériaux souples et flexibles appelés polymères conjugués qui peuvent transporter à la fois des ions et des électrons. Cette double capacité leur permet de s'interfacer plus étroitement avec les systèmes biologiques.
Ajouter le sens du toucher à la robotique
Dans un article publié dans Science Advances, le groupe de recherche de Simone Fabiano a montré que ses neurones artificiels peuvent effectuer un type de traitement de l'information observé dans notre système nerveux. Cette fonction signifie que le neurone ne s'active que lorsqu'une entrée est présente et qu'une autre est absente. Il s'agit de la détection anticoïncidence, un principe fondamental dans des tâches telles que la détection tactile.
"Nous pouvons imaginer utiliser ces dispositifs pour ajouter un sens du toucher aux prothèses ou à la robotique. Ils montrent que l'électronique organique n'est pas seulement une alternative plus douce au silicium, mais qu'elle peut permettre de nouveaux types d'informatique neuronale qui relient la biologie à l'électronique", explique Simone Fabiano.
Parallèlement au développement de fonctionnalités avancées, son groupe de recherche a également travaillé à la simplification de la structure de base de ces neurones artificiels.
Petits mais performants
Début 2023, les chercheurs du Campus Norrköping ont réussi à créer des cellules nerveuses artificielles reproduisant 15 des 22 propriétés clés des neurones biologiques. Toutefois, ces cellules nerveuses en plastique reposaient sur de nombreux composants différents, ce qui limitait leur utilisation pratique.
Aujourd'hui, dans une étude publiée dans Nature Communications, l'équipe a encore affiné la technologie. Elle a réduit la cellule nerveuse artificielle à un seul transistor électrochimique organique, tout en reproduisant pas moins de 17 propriétés neuronales. Ce neurone artificiel est non seulement très fonctionnel, mais aussi extrêmement compact, d'une taille comparable à celle d'une cellule nerveuse humaine.
"Il s'agit de l'un des neurones artificiels les plus simples et les plus pertinents d'un point de vue biologique réalisés à ce jour. Il ouvre la voie à l'intégration de neurones synthétiques directement dans les tissus vivants ou les robots mous", déclare Simone Fabiano.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Padinhare Cholakkal Harikesh, Dace Gao, Han-Yan Wu, Chi-Yuan Yang, Deyu Tu, Simone Fabiano; "Single organic electrochemical neuron capable of anticoincidence detection"; Science Advances, Volume 11
Junpeng Ji, Dace Gao, Han-Yan Wu, Miao Xiong, Nevena Stajkovic, Claudia Latte Bovio, Chi-Yuan Yang, Francesca Santoro, Deyu Tu, Simone Fabiano; "Single-transistor organic electrochemical neurons"; Nature Communications, Volume 16, 2025-5-9
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