Neurônios artificiais fizeram células do cérebro responderem a sinais eletrônicos pela primeira vez.

Neurônios artificiais impressos em grafeno e dissulfeto de molibdênio ativaram células cerebrais de camundongos e aproximaram as interfaces “cérebro–máquina” da interação direta com o tecido

Engenheiros da Universidade Northwestern criaram neurônios artificiais impressos capazes de se comunicar diretamente com células vivas do cérebro. Flexíveis e de baixo custo, esses dispositivos produzem sinais elétricos muito parecidos com os gerados por neurônios biológicos, o que torna possível estimular tecido cerebral real.

A base da tecnologia está em materiais macios e imprimíveis: nanopartículas de dissulfeto de molibdênio (um semicondutor) e grafeno (um condutor). Esses compostos são depositados sobre superfícies poliméricas flexíveis usando impressão por jato de aerossol. Durante o processo, a decomposição parcial do polímero forma um caminho condutor estreito que reproduz o impulso elétrico típico de um neurônio. Com isso, os neurônios artificiais conseguem emitir sinais complexos, incluindo disparos únicos, pulsos contínuos e padrões semelhantes à atividade neural natural.

Para verificar a interação com sistemas vivos, a equipe aplicou esses sinais artificiais a fatias do cerebelo de camundongos. Os testes indicaram que os pulsos elétricos se alinham aos biológicos em tempo e formato, permitindo ativar neurônios vivos e iniciar circuitos neurais.

Entre as aplicações potenciais estão interfaces cérebro-computador, neuropróteses e sistemas de computação energeticamente eficientes inspirados no funcionamento do cérebro. Esses neurônios artificiais podem reduzir de forma significativa o consumo de energia - um ponto crucial para sistemas de inteligência artificial que exigem enormes recursos para processar dados.

O método de fabricação também foi descrito como simples e ambientalmente sustentável. Por ser um processo de impressão aditiva, os materiais são aplicados apenas onde são necessários, diminuindo a geração de resíduos. Isso ganha relevância diante do aumento do consumo de energia e da pressão sobre recursos hídricos associada ao avanço da IA.

O líder do estudo, Mark Hersam, ressaltou que o cérebro continua sendo o sistema computacional mais eficiente em termos de energia, e que seus princípios podem inspirar uma nova geração de dispositivos de computação.