Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Etçil sinek kapana bağlanırken, yapay sinir hücresinden gelen elektrik darbeleri, kapana hiçbir sinek girmemesine rağmen bitkinin yapraklarının kapanmasına neden olabilir. Organik yarı iletkenler hem elektronları hem de iyonları iletebilir, böylece bitkilerde iyon bazlı darbe (aksiyon potansiyeli) oluşturma mekanizmasını taklit etmeye yardımcı olur. Bu durumda, 0,6 V'den daha düşük küçük elektrik darbesi, bitkide aksiyon potansiyellerini indükleyebilir ve bu da yaprakların kapanmasına neden olur.

Linköping Üniversitesi, Kampüs Norrköping, Organik Elektronik Laboratuarında baş araştırmacı Doçent Simone Fabiano, "Venüs sinek kapanını seçtik, böylece biyolojik sistemi yapay organik sistemle nasıl yönlendirebileceğimizi ve aynı dilde iletişim kurmalarını sağlayabileceğimizi açıkça gösterebildik." dedi.

2018'de Linköping Üniversitesi'ndeki araştırma grubu, tamamlayıcı ve yazdırılabilir organik elektrokimyasal devreler geliştiren ilk grup oldu. Ekip, negatif ve pozitif yükler ileten hem n-tipi hem de p-tipi polimerlerle bunu yapmayı başardı. Bu, basılı tamamlayıcı organik elektrokimyasal transistörler oluşturmayı mümkün kıldı. Grup daha sonra organik transistörleri optimize etti ve böylece ince plastik folyo üzerinde baskı makinelerinde üretilebilir kıldı. Tek bir plastik alt tabaka üzerine binlerce transistör basılabilmesini sağladılar. Lund ve Göteborg'daki araştırmacılarla birlikte grup, biyolojik sistemin nöronlarını ve sinapslarını taklit etmek için basılı transistörleri kullandı. Sonuçlar Nature Communications'da yayınlandı.

Organik Elektronik Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olan Padinhare Cholakkal Harikesh, "Spiking frekansını modüle etmek için transistörün iyon konsantrasyonuna dayalı anahtarlama yeteneğini ilk kez kullanıyoruz.”dedi. Spiking frekansı biyolojik sistem tepkin vermesini sağlayan sinyali gönderiyor. 

Simone Fabiano, nöron ve sinaps arasındaki bağlantının Hebbian öğrenimi adı verilen bir öğrenme davranışı olduğunu da gösterdiklerini söyledi. Fabiono, “Bilgi sinapsta saklanır, bu da sinyalleşmeyi giderek daha etkili hale getirir." şeklinde aktardı. Umut, yapay sinir hücrelerinin hassas insan protezleri, nörolojik hastalıkları gidermek için implante edilebilir sistemler ve yumuşak akıllı robotlar için kullanılabilmesi.

Organik Elektronik Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı olan Chi-Yuan Yang;"Biyolojik sistemlere bağlanabilen, insanlarınkine benzer iyon tabanlı nöronlar geliştirdik. Organik yarı iletkenlerin sayısız avantajı var: Biyolojik olarak uyumlu, biyolojik olarak bozunabilir, yumuşak ve şekillendirilebilirler. Çalışmak için sadece düşük voltaj gerektirirler. Bu da hem bitkilere hem de omurgalılara tamamen zararsızdır." dedi.

Makale:nature.com