自驅動嗅覺替代和感知

近日，中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所詹陽課題組同電子科技大學張巖、薛欣宇課題組合作，構建了一種人工嗅覺受體系統(tǒng)。該系統(tǒng)構建了柔性自驅動柔性器件，基于納米發(fā)電原理和嗅覺受體的功能，實現(xiàn)對不同氣體分子的感知和處理。相關研究成果發(fā)表在Nano Energy上。

嗅覺在生物體中發(fā)揮重要作用，生物體在感受氣味的過程中，需要嗅覺受體的參與。在生物體高度發(fā)達的嗅覺系統(tǒng)中，進化出可以識別許多種氣體分子的嗅覺受體，通過特異性功能作用，對不同的氣味進行識別。受到生物體嗅覺系統(tǒng)的啟發(fā)，研究團隊合作設計了一種人工嗅覺系統(tǒng)，在納米材料的特殊排列位點可以識別不同氣體分子。該人工受體基于自驅動納米材料，通過系統(tǒng)輸出的電信號進行設計，當感受外界環(huán)境氣體分子時，可以對不同的氣體分子進行編碼，進而進行識別。

自驅動嗅覺替代和感知

科研人員將該人工嗅覺系統(tǒng)在清醒動物模型中進行了驗證，通過將受體的輸出接入小鼠大腦以及對納米器件進行形變，團隊實現(xiàn)了一種不需要外界供能的自驅動閉環(huán)神經信息處理方式。該研究通過神經系統(tǒng)嗅覺系統(tǒng)的啟發(fā)設計，為嗅覺受體功能替代以及新型神經刺激和腦機接口提供了新方法和新思路。

該工作得到國家自然科學基金委、廣東省科技廳、深圳市科技創(chuàng)新委員會等的支持。