Vi utviklet en elektrokjemisk elektrode for stabil tilkobling til mycelstrukturen og en kommunikasjonsstakk for overføring og tolkning av signaler gjennom levende soppnettverk.
Målet med dette forskningsprosjektet er å utvikle en elektrokjemisk elektrode for stabil, profilert tilkobling til mycelstrukturen, sammen med en kommunikasjonsstakk for overføring og tolkning av signalene som oppstår.
Som første steg konstruerte og produserte vi en elektrode egnet for kontakt med soppens mycelmasse. Konstruksjonen omfattet ledere av inerte materialer (med karbonnanorør), forsiktig ført inn i et substrat med aktivt voksende soppmycel. Det var viktig å sikre best mulig kontakt mellom elektroden og mycelfibrene, samtidig som skaden på den biologiske strukturen ble holdt minimal og signalstabiliteten ivaretatt. Med utgangspunkt i tidligere studier viet vi også oppmerksomhet til innføringsdybde, avstand mellom elektrodene og fuktforholdene i substratet, siden mycelets elektriske ledningsevne endrer seg betydelig med fuktigheten.
Etter at elektrodene var implantert i det valgte mycelsubstratet (f.eks. dyrket på et lignocellulosemedium), gjennomførte vi innledende tester av elektriske potensialer og responser på stimuli. Vi fant at mycelet ved visse ytre impulser (endringer i fuktighet, tilførsel av vann, mekanisk kontakt) reagerer med spenningsendringer eller pulser — i tråd med forskning som viser at levende mycel svarer på fysiske og kjemiske stimuli med elektriske signaler. Vi arbeider nå intensivt med å tolke disse signalene og bruke dem til å forstå elektrokjemiske prosesser i biologiske mycelstrukturer og i tilknyttede organismer (f.eks. planter).
Et kritisk steg var dataoverføringen. Vi definerte en enkel dataprotokoll — en serie binære impulser og en sekvens av amplituder i et analogt signal — generert av en generator koblet til elektroden i mycelobjektet, samtidig som utgangssignalet fra mycelnettverket ble samplet gjennom en annen elektrode på utgangen.
Et annet viktig forhold var overføringens pålitelighet: vi måtte optimalisere impulsenes rekkevidde og bredde, avstanden mellom elektrodene og substratets fuktighet, og overvåke utløsende betingelser (f.eks. om mycelet er for tørt). Vi fant at over en viss uttørkingsterskel faller den elektriske aktiviteten betraktelig, og overføringen blir mindre pålitelig.
Oppsummert lyktes vi med å utvikle en elektrode som lot oss koble oss til mycelet fra mykorrhizasopp og bruke det som et ubundet (eller i det minste eksperimentelt) datamedium. Overføringen hadde ikke høy båndbredde, og mange tekniske utfordringer gjenstår — stabilitet, skalerbarhet, robusthet i utendørs miljø — men eksperimentet vårt viser en lovende vei mot «elektronisk» samspill med biologiske soppnettverk. I framtiden kan denne tilnærmingen utvikles til integrerte biosensorsystemer som overvåker tilstanden til planter eller jordsmonn, eller til andre kunstige bioelektriske nettverk basert på mycel.
Vi kommer til å utvide denne artikkelen videre.
Fanget temaet interessen din? Ta kontakt med oss.