【中国观察北京时间2025年11月04日讯】蘑菇在食品、医药、健康、生态保护和工业应用等领域发挥重要作用。近期，美国科学家发现蘑菇能够以每秒数千次的频率切换电信号，不仅有望成为电脑新一代的有机记忆装置，该装置还拥有成本低廉和可生物降解的优点。
由于蘑菇（真菌）自身的坚韧性和独特生物特性，使其在生物电子学领域极具吸引力。近期，美国俄亥俄州立大学（Ohio State University）研究团队成功培育并训练蘑菇，使其成为一种有机的记忆电阻。它不仅能够记下通过的电流状态，未来有望成为电脑中整合处理和储存资料的核心组件。该项研究成果于10月10日发表在公共科学图书馆期刊《PLOS ONE》上，至今为止获得近2万次的点阅与2,49摘次的分享，并获得本田研究院（Honda R&D）资助。
研究人员为了测试蘑菇的性能，分别培育了香菇（Shiitake）和白蘑菇（Agaricus bisporus），等待蘑菇成熟后将它们脱水制成导电样本。他们将电线和金属探针（电极）分别连接到蘑菇的不同部位，进行电压与电流循环测试，以观察它是否具有“记忆”能力。结果显示，蘑菇不同部分具有不同的电特性，且蘑菇菌丝体在多次电压循环测试中展现出稳定的电阻值，还能根据输入信号改变电阻。
更重要的是，蘑菇即使断电后，也能够维持先前的电阻性质，显示具有“记忆”特性。这些特性归功于蘑菇本身的多孔碳结构，此结构有助于提升元件的电化学性能，使其成为超级电容器、潜在忆阻器（Memristor）的理想材料。经过两个月的测试，研究团队最终开发出稳定的蘑菇状“忆阻器”。该忆阻器连接到订制电路和电压后，其运作频率最高为5,850赫兹（Hz），且准确率达到90%；在最低频率为10赫兹时，准确率可达到95%。
此外，该款忆阻器即使经过反复刺激，也能保持结构稳定，并具备低功耗、可分解、抗辐射与耐脱水等优点。“忆阻器”是一种非挥发性记忆装置。它与传统电阻相同，能让电流安全通过装置，但不同的是，忆阻器会“记忆”先前通过的电流量，即使电源关闭也能保留先前的状态，类似大脑神经元的“学习”与“记忆”能力。
科学界希望将其用于机器人、AI自动驾驶、工业等领域上实现储存与运算，同时达到节省资料移动时造成的能耗和延迟。目前它被视为能提升AI效率的零件之一。不过，传统“忆阻器”生产通常需要稀土矿物和昂贵的半导体代工厂。研究团队还发现，虽然蘑菇忆阻器在更高电频率的表现上略有下降，但将多个蘑菇状忆阻器连接在一起，就能帮助它恢复稳定性，该种机制与人类大脑中的神经元连接非常相似。
研究人员指出，虽然真菌电子技术并非全新概念，但在永续运算领域变得越来越实用。因为真菌材料不仅拥有可生物降解特性，生产成本要远低于半导体，这有助于人们减少能源消耗、矿石开采与日益增多的电子垃圾。他们表示，该研究结果凸显了蘑菇极易被改造用于电脑领域，并具有灵活性和可扩展性。例如，较大的蘑菇系统可能适用于边缘运算和航空航天探索，较小的蘑菇系统则可用于提升自主系统和穿戴式装置的效能。
他们表示，尽管目前有机忆阻器仍处于早期阶段，但他们在未来会用3D打印技术等方法优化蘑菇忆阻器尺寸，以获得更小、更有效率的组件，最终达到代替传统微晶片的目标。该研究的主要作者、俄亥俄州立大学医学院精神病学研究科学家约翰‧拉罗科（John LaRocco）对该校的新闻室表示，“若我们能够研发出模拟真实神经活动的微晶片，那意味着未来机器在待机或不使用时就能节省大量电力。这可能会带来巨大的计算和经济优势。”
拉罗科接着说，“探索真菌与电脑技术所需的一切，可以小到一堆堆肥和一些自制电子元件，还可以大到配备预制模板的培养工厂。依照我们目前拥有的资源，以上这些所有都是可行的。”研究的合著者、俄亥俄州立大学电机与电脑工程系副教授库德西亚‧塔米娜（Qudsia Tahmina）总结道，“社会大众越来越了解保护环境的重要性，也希望为下一代保留干净的环境。这可能是推动这类生物友善新技术发展的主要原因之一。”