Группа исследователей из естественно-научного Университета Пердью, расположенного в США, штат Индиана, разработали квантовый материал, который позволит переносить информацию из мозга прямо в компьютер. Об этом сообщается на сайте вуза.
В основе материала лежит перовскит, месторождения которого впервые были обнаружены в Уральских горах немецким минералогом Густавом Розе в первой половине 19 века. Высокая чувствительность новой разработки поможет определять неврологические заболевания - такие, как болезнь Паркинсона - на ранних стадиях.
Свойства нового материала были описаны в статье, опубликованной в научном журнале Nature Communications. Разработка представляет собой "никелатовую решетку", которая позволяет преобразовывать электрохимические сигналы мозга в электрическую активность, которую может считать и понять современный компьютер.
- Цель состоит в том, чтобы преодолеть разрыв между тем, как думает электроника, с помощью электронов, и тем, как думает мозг, - с помощью ионов. Этот материал помог нам найти потенциальный мост между ними, - цитирует университет одного из разработчиков новой технологии, аспиранта Технологического колледжа Пердью Хай-Тян Чжана.
Материал требует значительных доработок. Предполагается, что в долгосрочной перспективе он сможет скачивать наши воспоминания и загружать их в компьютер. Однако уже на данном этапе он может быть полезен для диагностики некоторых неврологических заболеваний. Материал позволяет регистрировать некоторые нейромедиаторы. В частности, он чувствителен к дофамину - химическому посреднику, который регулирует движения, эмоциональные реакции и память. Количество дофамина снижается, если человек страдает болезнью Паркинсона. Чем раньше будет диагностировано изменение в уровнях дофамина, тем быстрее можно будет вылечить заболевание.
- Представьте себе, что вы помещаете электронное устройство в мозг, и когда его естественные функции начинают ухудшаться, человек все еще может извлечь воспоминания из этого устройства, - отметил Шрирам Раманатан, профессор материаловедения из Пердью.
Все это возможно благодаря сильному взаимодействию между коррелированными электронами. С помощью них разработка способна чувствовать атомы множества молекул. Ученые обнаружили, что если поместить материал под срез мозга лабораторной мыши, то при контакте с молекулами глюкозы оксиды спонтанно захватывают из нее водород при помощи ферментов. То же самое происходит с дофамином. Это свойство позволяет материалы извлекать атомы самостоятельно, без источника энергии.
В ближайшем будущем исследователи планируют продолжить работу над материалом и найти способ, который позволит новой разработке "общаться" с мозгом.
Справка "РГ"
Перовскит - химическое соединение титанат кальция, более известное в виде редкоземельного минерала. Назван в честь русского государственного деятеля - позднее министра внутренних дел и министра уделов - графа Льва Алексеевича Перовского, который был коллекционером минералов. Перовскит встречается преимущественно в тальковых и хлоритовых сланцах. В микроскопическом виде также был обнаружен в породах вулканического происхождения. Месторождения находятся на Урале, в Тироле (Австрия), в Швейцарии и в Финляндии. Активно используется в солнечной энергетике.