近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所詹陽課題組同電子科技大學(xué)張巖、薛欣宇課題組合作，構(gòu)建了一種人工嗅覺受體系統(tǒng)。該系統(tǒng)構(gòu)建了柔性自驅(qū)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(guān)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(dá)的嗅覺系統(tǒng)中，進(jìn)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(jìn)行識別。受到生物體嗅覺系統(tǒng)的啟發(fā)，研究團(tuán)隊合作設(shè)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(qū)動納米材料，通過系統(tǒng)輸出的電信號進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)感受外界環(huán)境氣體分子時，可以對不同的氣體分子進(jìn)行編碼，進(jìn)而進(jìn)行識別。

自驅(qū)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(jìn)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(jìn)行形變，團(tuán)隊實現(xiàn)了一種不需要外界供能的自驅(qū)動閉環(huán)神經(jīng)信息處理方式。該研究通過神經(jīng)系統(tǒng)嗅覺系統(tǒng)的啟發(fā)設(shè)計，為嗅覺受體功能替代以及新型神經(jīng)刺激和腦機(jī)接口提供了新方法和新思路。

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