המוח פונקציה חלקית משוכפלים על ידי ננו

Anonim

המוח דורש אנרגיה קטנה להפליא להסתגל לסביבה כדי ללמוד, לעשות הכרה מעורפלת, יש יכולת הכרה גבוהה ואינטליגנציה, ולבצע עיבוד מידע מורכב.

שני המאפיינים העיקריים של מעגלים עצביים הם "יכולת הלמידה של הסינפסות" ו"דחפים עצביים או קוצים ". ככל שהמדע מתפתח, מבנה המוח הובהר בהדרגה, אבל זה מסובך מכדי לחקות לחלוטין. מדענים ניסו לשכפל את תפקוד המוח באמצעות מעגלים ומכשירים נוירומורפיים פשוטים שמחקים חלק ממנגנוני המוח.

בפיתוח שבבים נוירומורפיים כדי לשכפל באופן מלאכותי את מעגלים המחקים את מבנה המוח ואת הפונקציה, הפונקציות של ייצור והעברה של ספייקים ספונטניים המחקים את הדחפים העצביים (קוצים) עדיין לא נוצלו במלואם.

קבוצה משותפת של חוקרים מהמכון הטכנולוגי של קיושו ואוניברסיטת אוסקה חקרו את בקרת התיקון הנוכחית בצמתים של מולקולות שונות וחלקיקים שנספגו על-גבי ננו-צינור פחמן יחיד (SWNT), תוך שימוש במיקרוסקופ כוח אטומי מוליך (C-AFM), וגילו כי התנגדות דיפרנציאלית שלילית הופקה במולקולות polyoxometalate (POM) שנספגו ב- SWNT. זה מצביע על כך מצב דינמי לא יציב שיווי משקל מתרחשת בצמתים המולקולריים.

בנוסף, החוקרים יצרו צפופה מאוד, SWNT / POM רשת התקנים נוירומורפיפי מולקולרי, יצירת ספייקים ספונטנית דומה הדחפים העצביים של נוירונים (איור 1).

POM מורכב אטומי מתכת אטומי חמצן ליצירת מסגרת 3 מימדי. (איור 2) בניגוד למולקולות אורגניות רגילות, POM יכול לאחסן חיובים במולקולה אחת. במחקר זה, הוא חשב כי התנגדות דיפרנציאלית שלילית ודור ספייק מן הרשת נגרמו על ידי דינמי תשלום nonequilibrium בצמתים המולקולריים ברשת.

לפיכך, קבוצת המחקר המשותפת בראשות Megumi Akai-Kasaya ערכה חישובי סימולציה של מודל רשת מולקולרית אקראית המורכבת ממולקולות POM, אשר מסוגלים לאחסן מטענים חשמליים, משכפלים קוצים שנוצרו מהרשת המולקולרית האקראית. (איור 3 משמאל) הם גם הוכיחו כי מודל מולקולרי זה עשוי להיות מאוד מרכיב של מכשירי מחשוב המאגר. מחשוב המאגר צפוי כאינטליגנציה מלאכותית מהדור הבא (AI). (איור 3) תוצאות המחקר שלהם פורסמו ב- Nature Communications.

"המשמעות של המחקר שלנו היא כי חלק של תפקוד המוח היה משוכפל על ידי חומרים ננו מולקולרית.אנו הראו את האפשרות כי הרשת המולקולרית אקראית עצמה יכולה להיות AI נייאורורפי, " אומר המחבר הראשי הירופומי Tanaka.

צפוי כי ההישגים של קבוצה זו יתרום רבות לפיתוח התקנים neuromorphic של העתיד.

menu
menu