纳流神经形态器件基于离子过程模拟人类神经系统。感知数字化将感知体验（物理或生化刺激的感知）转化为数字数据，进而可以被数字系统处理和使用。受生物系统的启发，研究人员一直在不懈地探索用于感知数字化的神经形态设备。然而，现有研究主要基于能够与特定刺激相互作用和响应的各种固态忆阻器和晶体管进行。迄今为止，神经形态纳流感知数字化尚未得到探索。

最近，南京大学生命分析化学国家重点实验室赵伟伟教授团队使用真正的生物受体—多巴胺（DA）适配体在纳米毛细管中成功开发了一种DA特异性的纳流突触，并且与PC-12细胞耦合，实现对真实细胞产生的DA感知数字化。与裸管的电流-电压曲线相比，纳流突触显示出典型的收缩迟滞回线，表明其具有历史依赖的记忆电阻特性，并且其忆阻特性是DA依赖的。这些特点对于后续模拟DA调节突触的各类行为奠定了基础。

在输入正负电压脉冲下，所报导的纳流突触能够执行类突触的各种电脉冲模式，包括成对脉冲易化/抑制、尖峰宽度依赖性可塑性、尖峰数量依赖性可塑性、尖峰频率依赖性可塑性和尖峰时序依赖性可塑性，且这些突触行为模式能够被DA浓度调节。

向纳流突触发送脉冲信号，可通过DA的结合/解离产生高/低电导交替输出状态。这些状态可以被信号转换模块处理并传递给单片机进行机器手臂调节。为了真正与生物细胞交流，将这种纳流突触与PC-12细胞相结合，进一步测试了该装置在PC-12细胞产生的DA介导下对机械臂的控制。在PC-12的调节下，电导低于阈值并释放了机械臂。DA解离后，电导高于阈值状态机械臂握紧。

在该工作中，赵伟伟教授团队利用PC-12细胞和DA特异性纳流突触构建了具有感知数字化功能的多巴胺能纳流神经。这项工作有望催化神经形态纳流感知数字化相关工作，使纳流突触器件与物理系统建立更强的联系。

该论文的第一作者为硕士生段祖铭，通讯作者为赵伟伟教授。