09 d’ag 2020

Anar al contingut

Un hidrogel imita la capacitat de memòria del cervell humà

Científics japonesos han desenvolupat un hidrogel que té la capacitat de memoritzar i oblidar informació, com ho fa el cervell humà. Podria tenir importants aplicacions en el camp de la seguretat i la salut

El Periódico

Investigadors de la Universitat de Hokkaido han aconseguit produir un hidrogel que és capaç d’emmagatzemar, recuperar i descartar informació en funció de determinats estímuls tèrmics. Es tracta d’un material tou i humit, que podria significar un avenç transcendent en la recerca de nous materials que puguin complir funcions biològiques.

Segons una nota de premsa, l’hidrogel «recorda» determinats patrons que s’imprimeixen en la seva estructura, però d’acord a la intensitat dels estímuls de tipus tèrmic que s’hi apliquin a sobre, aquests patrons van desapareixent, amb més o menys rapidesa.

El procés indicat és una imitació del funcionament de la memòria dinàmica del cervell humà. Com sabem, el nostre cervell aprèn coses i capta informació de forma permanent, però emmagatzema durant més temps únicament les qüestions més significatives.

La informació que perd rellevància és eliminada, sobrevivint en els nostres records únicament allò que té més importància, com per exemple emocions que ens han marcat, sensacions (aromes, sons) que ens remunten a un determinat moment de la nostra vida o, senzillament, dades que ens serveixen per complir amb solvència les nostres tasques quotidianes.

Materials amb funcions biològiques

Els científics estan estudiant amb insistència en les últimes dècades les propietats de determinats materials que puguin complir funcions biològiques, ja que lògicament ampliarien les possibilitats de la medicina per desenvolupar nous tractaments i pròtesis, sent útils també en el terreny de la bioenginyeria.

Precisament els hidrogels compleixen moltes d’aquestes característiques, perquè es tracta d’estructures suaus i humides, amb una consistència similar a la dels teixits humans. Els especialistes japonesos van indicar que l’hidrogel desenvolupat a la Universitat de Hokkaido pot imitar algunes de les funcions de memòria del teixit cerebral.

Després d’imprimir patrons a l’hidrogel, com per exemple el dibuix d’un avió a la paraula «gel», el material va ser sotmès a diferents estímuls tèrmics. D’acord amb la calor aplicada, la seva intensitat i altres condicions experimentades, els patrons dibuixats a l’hidrogel es mantenien durant més temps o menys.

Fins i tot, si les condicions tèrmiques variaven entre les parts de la impressió, per exemple aplicant més calor sobre una lletra específica de la paraula «gel», el temps de «memorització» també es modificava, i les lletres desapareixien de manera seqüencial.

Les conclusions van indicar que, a l’aplicar-se un estímul tèrmic més intens, el patró dibuixat sobrevivia durant més temps a l’hidrogel, tal com passa en la nostra memòria amb les emocions o sensacions que ens deixen una empremta més forta.

Una memòria programable

Juntament amb aquesta troballa, els especialistes van ressaltar que la informació establerta a l’hidrogel en forma d’impressions es manté estable davant la fluctuació de temperatura i fins i tot l’estirada física, sempre durant el temps en què és «memoritzada».

A més, van descobrir que l’eliminació de les dades o l’«oblit» del material es poden programar, ja que l’hidrogel s’ajusta a condicions d’aprenentatge tèrmic d’acord amb els estímuls aplicats.

Aquesta característica seria de gran importància per a la seva aplicació en l’àrea de la seguretat, per exemple per crear missatges xifrats que s’han d’eliminar de forma automàtica en un temps determinat.

Referència

Hydrogels as Dynamic Memory with Forgetting Ability.Chengtao Yu et al. PNAS (2020).DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2006842117

Peu de foto

Estructura del comportament de memorització-oblit de l’hidrogel. Foto: Hokkaido University.

Vídeo: Hokkaido University.