Pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst desenvolveram um neurônio artificial usando nanofios de proteína de bactérias produtoras de eletricidade, operando a apenas 0,1 volts para imitar células cerebrais naturais. Esse avanço permite comunicação direta com sistemas biológicos e promete computação eficiente em energia. A inovação pode transformar eletrônicos vestíveis e computadores bioinspirados.
Engenheiros da Universidade de Massachusetts Amherst criaram um neurônio artificial que replica a atividade elétrica de células cerebrais naturais, alimentado por nanofios de proteína derivados da bactéria Geobacter sulfurreducens. Publicado na Nature Communications em 13 de outubro de 2025, o estudo destaca como este dispositivo funciona a meros 0,1 volts—combinando com a voltagem de neurônios humanos—em comparação com versões artificiais anteriores que exigiam 10 vezes mais voltagem e 100 vezes mais energia.
O cérebro humano processa vastos dados com eficiência notável, usando cerca de 20 watts para tarefas como escrever uma história, enquanto modelos de linguagem grandes como o ChatGPT podem demandar mais de um megawatt para operações semelhantes. "Nosso cérebro processa uma quantidade enorme de dados", disse Shuai Fu, estudante de pós-graduação em engenharia elétrica e de computadores na UMass Amherst e autor principal do estudo. "Mas seu consumo de energia é muito, muito baixo, especialmente em comparação com a eletricidade necessária para executar um Modelo de Linguagem Grande, como o ChatGPT."
Este design de baixa voltagem supera uma barreira chave na computação neuromórfica, permitindo integração perfeita com tecidos vivos sem a necessidade de amplificadores intensivos em energia. "O nosso registra apenas 0,1 volts, que é aproximadamente o mesmo que os neurônios em nossos corpos", observou Jun Yao, professor associado de engenharia elétrica e de computadores e autor sênior. Tentativas anteriores falharam em se conectar diretamente com neurônios biológicos devido à sua sensibilidade a voltagens mais altas.
Aplicações potenciais incluem computadores bioinspirados que operam como sistemas vivos e wearables avançados. Por exemplo, sensores poderiam funcionar com energia gerada pelo suor ou colher eletricidade do ar, eliminando etapas de amplificação que aumentam a complexidade e o uso de energia. A pesquisa se baseia em trabalhos anteriores da equipe de Yao, que produziu dispositivos eficientes como biofilmes alimentados por suor e um "nariz eletrônico" para detecção de doenças.
O financiamento veio do Army Research Office, da National Science Foundation dos EUA, dos National Institutes of Health e da Alfred P. Sloan Foundation.