“塑料神經元”問世：替代硅器件讓機器像人一樣思考？

長期以來，人工模擬生物神經細胞的行為一直是神經形態研究的主要目標。然而，傳統硅基電子器件難以與人體內的神經細胞有效溝通，因為它們運行的物理機制不同。而在最近，瑞典林雪平大學的研究團隊成功研發出一種基于導電聚合物的“塑料神經元”，為新一代可植入人體的傳感器、醫療器件以及先進機器人技術帶來了廣闊前景。

據了解，這種“塑料神經元”采用一種被稱為共軛聚合物的柔性有機材料，能夠同時傳導電子和離子，從而更接近生物神經元的信號傳遞方式。實驗數據也顯示，這些器件能夠響應10毫秒的電流輸入執行XOR運算，與生物神經元的典型放電時間相當。

為了證明該神經元能夠像人類神經元一樣處理信息，研究團隊還展示了該神經元的“反重合檢測”功能，即只有當神經元的一個輸入激活而另一個輸入不激活時，神經元才會被激活，這類機制在人類神經系統中廣泛存在，在觸覺傳感方面具有極大的應用價值。

研究人員指出，最新版本的塑料神經元能夠再現17種神經元特性（早期版本為15種），而且尺寸已經縮小到接近人類神經元的水平。由于導電聚合物材料柔軟且具備生物兼容性，這類器件未來有望直接與生物組織結合，用于神經損傷修復或神經疾病治療。

而與此前依賴復雜微納加工工藝的人工神經元相比，新設計在制造上更為簡化，更接近傳統印刷電路的工藝路線，這種設計不僅降低了制造難度，也為未來的大規模生產提供了可能。

目前，全球范圍內已有多種類腦計算嘗試，例如英特爾的Loihi芯片和IBM的TrueNorth芯片，但它們仍主要依賴硅基材料，能耗和擴展性方面存在限制，相比之下，塑料神經元的研究為這一領域提供了另一種新的可能路徑。不過，研究人員也強調，距離真正實現大規模應用仍有不少挑戰，包括如何實現長期穩定運行、如何在大規模網絡中保持性能一致性等。

責編：Ricardo