Нейротрансмиттеры действуют как химические мессенджеры, передающие сигналы от нейрона к нейрону или к другим соседним клеткам. Мозгу нужны нейротрансмиттеры для регулирования основных функций организма, таких как частота сердечных сокращений, дыхание, движение мышц и сон.
Теперь исследователи из ICFO — Института фотонных наук, Испания, открыли способ контролировать активность нейронов, используя фотоны в качестве нейротрансмиттеров. Система, получившая название PhAST (синаптическая передача с помощью фотонов), дает нейробиологам еще один инструмент для изучения основных механизмов работы мозга и сложного поведения.
В работе предлагается технология производства источников неразличимых фотонов в телекоммуникационном С-диапазоне на основе эпитаксиальных полупроводниковых квантовых точек. Новая методика позволяет детерминировано интегрировать квантовые излучатели в микрорезонаторы из кольцевых брэгговских решёток.
В работе реализован протокол BB84 с твердотельным источником одиночных фотонов на основе атомарно тонких слоев WSe2, выделяющийся простотой изготовления и настройки свойств. Система конкурентоспособна в сравнении с передовыми решениями, а с внедрением улучшений в виде микрорезонаторов может превзойти их.
В статье описывается метод широкопольной квантовой микроскопии с пространственным разрешением 1,4 мкм, основанный на схеме с симметричными плечами холостых и сигнальных фотонов. Преимущества метода: высокие скорость, отношение сигнал/шум и устойчивость к рассеянному свету в сравнении с аналогичными методами квантовой визуализации.
г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3