基于真实神经递质的生物可切换挥发/非挥发性水相储备池计算及其图像识别应用

来自国内的研究人员针对水相储备池计算（RC）在仿脑计算中的关键挑战，创新性地利用真实神经递质谷氨酸（glutamate）介导的生物开关机制，结合谷氨酸氧化酶催化化学与PCN-224/WO3光栅有机光电化学晶体管，首次实现了挥发性和非挥发性的可调控转换，并成功应用于图像识别任务，为生物体内应用及仿生算法-硬件协同设计开辟了新路径。

　　

本研究首次探索了基于真实神经递质谷氨酸（glutamate）介导的生物可切换挥发性与非挥发性行为，并将其应用于水相储备池计算（Reservoir Computing, RC）。通过合理协同谷氨酸氧化酶（glutamate oxidase）催化反应与卟啉基金属-有机框架/三氧化钨（PCN-224/WO₃）光栅结构在新兴有机光电化学晶体管（organic photoelectrochemical transistor）中的功能，实现了对突触类似行为的模拟。作为概念验证，研究进一步开发了谷氨酸介导的储备池计算系统，并成功将其用于图像识别任务。这些成果不仅推动了真实神经递质介导的水相RC向生物体内应用迈进，也为未来水相神经形态工程中的仿生算法-硬件协同设计提供了新思路。作者声明无利益冲突。