Los investigadores de la Universidad de Hokkaido han encontrado un material suave y húmedo que puede memorizar, recuperar, y olvidar la información, al igual que el cerebro humano. Informan sus hallazgos en la revista. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

El cerebro humano aprende cosas pero tiende a olvidarlos cuando la información ya no es importante. Recrear este proceso de memoria dinámica en materiales artificiales ha sido un desafío. Los investigadores de la Universidad de Hokkaido ahora informan sobre un hidrogel que imita la función de memoria dinámica del cerebro:codifica información que se desvanece con el tiempo dependiendo de la intensidad de la memoria.

Los hidrogeles son materiales flexibles compuestos de un gran porcentaje de agua, en este caso alrededor del 45%, junto con otros productos químicos que proporcionan una estructura similar a un andamio para contener el agua. Profesor Jian Ping Gong, El profesor asistente Kunpeng Cui y sus estudiantes y colegas del Instituto de Diseño y Descubrimiento de Reacciones Químicas de la Universidad de Hokkaido (WPI-ICReDD) están buscando desarrollar hidrogeles que puedan cumplir funciones biológicas.

"Los hidrogeles son excelentes candidatos para imitar funciones biológicas porque son suaves y húmedos como los tejidos humanos, ", dice Gong." Estamos emocionados de demostrar cómo los hidrogeles pueden imitar algunas de las funciones de memoria del tejido cerebral ".

En este estudio, los investigadores colocaron un hidrogel delgado entre dos placas de plástico; la placa superior tenía una forma o letras recortadas, dejando solo esa zona del hidrogel expuesta. Por ejemplo, los patrones incluían un avión y la palabra "GEL". Inicialmente colocaron el gel en un baño de agua fría para establecer el equilibrio. Luego pasaron el gel a un baño caliente. El gel absorbió agua en su estructura causando una hinchazón, pero solo en la zona expuesta. Esto imprimió el patrón, que es como un dato, sobre el gel. Cuando el gel se devolvió al baño de agua fría, el área expuesta se volvió opaca, hacer visible la información almacenada, debido a lo que ellos llaman "frustración de estructura". A la temperatura fría, el hidrogel se redujo gradualmente, liberando el agua que había absorbido. El patrón se desvaneció lentamente. Cuanto más tiempo se dejó el gel en el agua caliente, cuanto más oscura o intensa sea la huella, y por lo tanto, más tiempo tardó en desvanecerse u "olvidar" la información. El equipo también mostró que las temperaturas más altas intensificaron los recuerdos.

"Esto es similar a los humanos, "dice Cui." Cuanto más tiempo pases aprendiendo algo o más fuertes sean los estímulos emocionales, más tiempo se tarda en olvidarlo ".

El equipo demostró que la memoria establecida en el hidrogel es estable frente a la fluctuación de temperatura y al gran estiramiento físico. Más interesante aún, los procesos de olvido se pueden programar ajustando el tiempo de aprendizaje térmico o la temperatura. Por ejemplo, cuando aplicaron diferentes tiempos de aprendizaje a cada letra de "GEL, "las letras desaparecieron secuencialmente.

El equipo utilizó un hidrogel que contenía materiales llamados polianfolitos o geles de PA. El comportamiento de memorización-olvido se logra en base a una rápida absorción de agua y una lenta liberación de agua. que está habilitado por enlaces dinámicos en los hidrogeles. "Este enfoque debería funcionar para una variedad de hidrogeles con enlaces físicos, "dice Gong.

"El sistema de memoria similar al cerebro del hidrogel podría explorarse para algunas aplicaciones, como la desaparición de mensajes por seguridad, "Añadió Cui.