Imagem: Neurónio artificial feito a partir de um transistor eletroquímico. Crédito: Thor Balkhed

Um neurónio artificial feito de plásticos condutores, capaz de realizar funções avançadas semelhantes às das células nervosas biológicas, foi desenvolvido por investigadores da Universidade de Linköping, na Suécia. Os resultados, publicados nas revistas Science Advances e Nature Communications, abrem caminho para uma nova geração de sensores integrados no corpo, implantes médicos e sistemas robóticos.

“Imitar o comportamento dos neurónios biológicos tem sido um grande objetivo na chamada engenharia neuromórfica. A eletrónica tradicional de silício fica aquém porque não fala a mesma língua que as células nervosas do nosso corpo”, afirmou Simone Fabiano, professor de ciência de materiais na Universidade de Linköping e investigador principal.

A equipa de Fabiano, do Laboratório de Eletrónica Orgânica, trabalha com uma classe de materiais flexíveis designados polímeros conjugados, que podem transportar tanto iões como eletrões. Esta dupla capacidade permite-lhes uma interface mais próxima com os sistemas biológicos.

No artigo da Science Advances, o grupo demonstrou que os seus neurónios artificiais podem realizar um tipo de processamento de informação observado no nosso sistema nervoso, designado deteção de anticoincidência. Esta função significa que o neurónio só é ativado quando um input está presente e outro está ausente, um princípio fundamental em tarefas como o sentido do tacto.

“Podemos imaginar usar estes dispositivos para adicionar um sentido de tacto em próteses ou robótica. Eles mostram que a eletrónica orgânica não é apenas uma alternativa mais suave ao silício, mas pode permitir novos tipos de computação neural que ligam a biologia com a eletrónica”, explicou Simone Fabiano.

Em paralelo com o desenvolvimento de funcionalidades avançadas, o grupo de investigação também simplificou a estrutura básica destes neurónios artificiais. No início de 2023, os investigadores criaram células nervosas artificiais que reproduziam 15 das 22 propriedades fundamentais dos neurónios biológicos, mas que dependiam de muitos componentes diferentes.

Agora, num estudo publicado na Nature Communications, a equipa refinou a tecnologia. Reduziram o neurónio artificial a um único transistor eletroquímico orgânico, reproduzindo 17 propriedades neurais. Este neurónio artificial é altamente funcional e extremamente compacto, com um tamanho comparável ao de uma célula nervosa humana.

“Este é um dos neurónios artificiais mais simples e biologicamente relevantes já feitos até à data. Abre a porta à integração de neurónios sintéticos diretamente com tecidos vivos ou robots flexíveis”, disse Fabiano.

A investigação foi financiada principalmente pela Fundação Knut e Alice Wallenberg, pelo Conselho Europeu de Investigação, pelo Conselho de Investigação Sueco, pela Fundação Sueca para a Investigação Estratégica e através da Área de Investigação Estratégica do Governo Sueco em Ciência de Materiais em Materiais Funcionais Avançados (AFM) na Universidade de Linköping.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adv3194

Bibliografia completa: Single organic electrochemical neuron capable of anticoincidence detection, Padinhare Cholakkal Harikesh, Dace Gao, Han-Yan Wu, Chi-Yuan Yang, Deyu Tu, Simone Fabiano, Science Advances 2025, published online 20 June 2025. DOI: 10.1126/sciadv.adv3194

Bibliografia completa: Single organic electrochemical neuron capable of anticoincidence detection, Padinhare Cholakkal Harikesh, Dace Gao, Han-Yan Wu, Chi-Yuan Yang, Deyu Tu, Simone Fabiano, Science Advances 2025, published online 20 June 2025. DOI: 10.1126/sciadv.adv3194

Single-transistor organic electrochemical neurons, Junpeng Ji, Dace Gao, Han-Yan Wu, Miao Xiong, Nevena Stajkovic, Claudia Latte Bovio, Chi-Yuan Yang, Francesca Santoro, Deyu Tu, Simone Fabiano, Nature Communications 2025, published online 9 May 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-59587-4

NR/HN/AlphaGalileo