Nervceller av plast blir mer avancerade – och enklare

18 september 2025

Anders Törneholm

En artificiell nervcell gjord av ledande plast som kan ha avancerade funktioner liknande de hos en biologisk nervcell har utvecklats av en forskargrupp vid Linköpings universitet. Resultaten är publicerade i tidskriften Science Advances och banar väg för en ny typ av kroppsnära sensorteknik, medicinska implantat och robotik.

Forskare med blå plasthandskar vid mikroskop. — Junpeng Ji är med i Simone Fabianos forskargrupp som utvecklar konstgjorda nervceller av ledande plast.

– Att efterlikna beteendet hos biologiska nervceller på konstgjord väg har varit ett stort mål inom så kallad neuromorf forskning. Men traditionell kiselbaserad elektronik är otillräcklig då den inte kommunicerar på samma sätt som nervcellerna i kroppen, säger Simone Fabiano, professor i materialvetenskap vid Linköpings universitet, LiU.

I stället för att förlita sig på hårt kisel jobbar Simone Fabianos forskargrupp vid Laboratoriet för organisk elektronik vid LiU, med en grupp mjuka och flexibla material som kallas konjugerade polymerer. Materialet kan transportera både joner och elektroner vilket underlättar sammankopplingen med biologiska nervsystem.

Ge känsel åt proteser

I en artikel publicerad i Science Advances har Simone Fabianos forskargrupp visat att deras konstgjorda nervceller kan utföra en viss typ av informationsbehandling på samma sätt som i vårt nervsystem. Funktionen innebär att nervcellen endast aktiveras om en av dess ingångar är aktiv medan den andra är inaktiv. På engelska kallas det för anticoincidence detection och är avgörande för bland annat känsel.

Glasplatta med mätinstrument. — LiU-forskare har utvecklat en konstgjord nervcell som kan utföra en viss typ av informationsbehandling kallad *anticoincidence detection*.

– Man kan tänka sig att använda tekniken för att ge känsel åt proteser eller inom robotik. Det visar att organisk elektronik inte bara är ett mjukare alternativ till kisel, de möjliggör också helt nya former av neurala beräkningar som kan koppla ihop biologi och elektronik, säger Simone Fabiano.

Parallellt med utvecklingen av avancerad funktionalitet har hans forskargrupp också förenklat grundstrukturen för den här typen av konstgjorda nervceller.

Små med hög funktionalitet

I början av 2023 lyckades forskarna vid Campus Norrköping skapa artificiella nervceller som återgav 15 av de 22 egenskaper som kännetecknar den äkta varan. Men då bestod plastnervcellerna av många olika komponenter vilket begränsade dess praktiska tillämpning.

En fyrkant med små cirklar i i rader. — En artificiell nervcell beståede av endast en så kallad organisk elektrokemisk transistor utvecklad av forskare vid LiU.

I en artikel i Nature Communication har samma forskargrupp förfinat tekniken. Den artificiella nervcellen består nu av endast en så kallad organisk elektrokemisk transistor, men kan samtidigt efterlikna hela 17 neurala egenskaper. Det gör att den konstgjorda nervcellen har hög funktionalitet och blir mycket liten, ungefär samma storlek som en mänsklig nervcell.

– Det är en av de enklaste och mest biologiskt relevanta artificiella neuroner som hittills har skapats. Det öppnar dörren för att integrera syntetiska neuroner direkt med levande vävnad eller robotik, säger Simone Fabiano.

Forskningen finansierades i huvudsak av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Europeiska forskningsrådet, Vetenskapsrådet, Stiftelsen för strategisk forskning samt via den svenska regeringens strategiska forskningsområde inom avancerade funktionella materiel (AFM) vid Linköpings universitet.

Artiklar:

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, publicerad online 20 juni 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, publicerad online 9 maj 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-59587-4

Forskare med vita skyddskläder som går i korridor. — Deyu Tu, Dace Gao, Junpeng Ji är en del av forskargruppen på Campus Norrköping som utvecklar konstgjorda nervceller av ledande plast.

Kontakt

Läs mer om forskningen

Han ska utveckla mjuk elektronik som liknar hjärnan

Simone Fabiano, biträdande professor vid LOE, har beviljats 23 miljoner kronor från Europeiska forskningsrådet för att utveckla en ny typ av mjuk elektronik som hämtar inspiration från hjärnan.

Man i heltäckande labbkläder håller upp en transparent skiva framför ansiktet.

Konstgjorda nervceller nästan som biologiska

Forskare vid LiU har skapat en artificiell organisk neuron som nära efterliknar biologiska nervcellers egenskaper. Denna artificiella neuron kan stimulera naturliga nerver, vilket gör den till en lovande teknologi för olika medicinska behandlingar.

Tre personer i LOE klädda i labbrockar, hårskydd och munskydd.

De bygger artificiella nervceller

För första gången har forskare visat att en artificiell organisk neuron, en nervcell, kan integreras med en artificiell organisk synaps i en levande växt. Såväl neuronen som synapsen byggs av tryckta organiska elektrokemiska transistorer.

Forskningsmiljö

Laboratoriet för Organisk Elektronik

Världsledande spetskompetens inom organiska och hybrida material – från design till energi-, elektronik- och bioelektroniklösningar. Med hållbarhetsfokus och en pipeline från forskning till kommersialisering skapas innovation med stor samhällsnytta.

Strategisk forskningssatsning

Närbild på elektronisk komponent som hålls med pincett, del av mans ansikte i bakgrunden

Avancerade funktionella material - AFM

Avancerade funktionella material, AFM, är en interdisciplinär forskningsmiljö som bedriver forskning inom avancerade funktionella material. Initiativet baseras på en satsning från regeringen med strategiska forskningsområden som grund.

Senaste nytt från LiU

Lek ger starkare relation med hunden

Att leka lite extra med sin hund förbättrar det känslomässiga bandet mellan ägare och hund visar en ny studie från LiU. Däremot gav inte träning samma resultat. Studien är relevant för alla hundägare, både de med unga och vuxna hundar.

En närbild på en kvinna som bär en kofta.

Plikt och tacksamhet bakom studieflit

En känsla av tacksamhet mot föräldrarna för deras uppoffringar och en önskan om att lyckas och ge något tillbaka. Det är starka drivkrafter vid studier för högpresterande ungdomar med migrationsbakgrund, visar en studie från LiU.

En man med glasögon talar till en grupp människor.

En nationell kraftsamling för AI behövs NU

I en debattartikel i Dagens Industri lyfter LiU, tillsammans med KTH och Chalmers, behovet av en samordning och kraftsamling för att ta en ledande roll inom utvecklingen av AI.