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. Fotograf: Thor Balkhed

– 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

Vid Laboratoriet för organisk elektronik, LOE, forskar och utvecklar vi komponenter och system som utnyttjar elektroniska och optiska funktioner i organiska molekyler och plaster.

Strategisk forskningssatsning

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

LiU bygger infrastruktur för materialforskning till kärnkraft

Nu etableras en ny svensk forskningsinfrastruktur för additiv tillverkning (3D-utskrifter). Projektet MJOLNIR handlar om produktion, efterbehandling och kvalificering av komponenter i volfram, till framtida kärnkraft.

Nytt centrum driver hållbarhetsomställningen

Med uppdraget att katalysera forskning och samverkan kring hållbar samhällstransformation, blir centret LiU Sustainability Transformations, C4ST, en ny mötesplats för nytänkande och samarbete – både inom och utanför Linköpings universitetet.

Den första maskinen som användes för att analysera torkning med torr luft.

Nobelprisbelönad teknik torkar spannmål – utan värme

Nobelprisbelönad teknik används nu i svenskt lantbruk. På Hasta Gård har försök visat att spannmål kan torkas utan värme och med betydligt mindre energi. Forskningen bedrivs inom ett innovationsprojekt där bland annat Agtech Sweden vid LiU medverkar.