Исследователи из Японии недавно разработали очень впечатляющий гидрогель. Он способен имитировать определенные функции человеческого мозга. Другими словами, как и мы, рассматриваемый гидрогель может учиться, но и забывать информацию. Для чего можно использовать такое изобретение?
Имитировать некоторые функции памяти
Люди — не единственные живые существа, способные формулировать сконструированные мысли. Однако кусок гидрогеля, способный имитировать определенные функции нашего мозга, — это гораздо более отдаленная идея. Тем не менее как указано в публикации в журнале 27 июля 2020 года, исследователи из Университета Хоккайдо (Япония) сделали это.
Помните, что гидрогели — это разновидность геля, набухающим веществом которого является не что иное, как вода. Это возможно благодаря архитектуре гидрофильных полимерных цепей. Гидрогели появились в 19 веке и нашли применение в различных областях, таких как медицина, сельское хозяйство и квантовая физика.
«Гидрогели являются отличными кандидатами для имитации биологических функций, потому что они мягкие и водянистые, как ткани человека. Мы рады продемонстрировать, как гидрогели могут имитировать определенные функции памяти в тканях мозга», — сказал Цзянь Пинг Гун, соруководитель исследования.
Стройте, объединяйте, а затем забудьте
Состоящий на 45% из воды гидрогель, используемый для исследования, был помещен между двумя пластинами из пластика. Предварительно исследователи выдолбили верхнюю пластину, чтобы получить формы, такие как самолет или буквы слова «GEL» (см. ниже). Затем все поместили в ванну с холодной водой (стабилизация), а затем в горячую ванну. На участках экспонирования верхней пластины гидрогель стал переувлажненным, создавая впечатление рельефа. После возвращения в ванну с холодной водой узор стал непрозрачным в результате процесса, называемого структурным расстройством. Наконец, гидрогель постепенно высвобождает содержащуюся в нем воду, в результате чего узор исчезает.
Таким образом, эти три стадии соответствуют рождению памяти, ее укреплению и затем забыванию. По мнению исследователей, время пребывания в горячей ванне (или ее температура) влияет на интенсивность проявления узора. Таким образом, последнему потребуется больше времени, чтобы исчезнуть в момент забвения. Кроме того, когда память консолидируется, она может выдерживать колебания температуры и сильное растяжение. Кроме того, гидрогель способен записывать несколько воспоминаний одновременно с разной интенсивностью.
Для руководителей исследования этот процесс запоминания может найти очень специфическое применение. Речь идет о создании эфемерных сообщений в области безопасности.