Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) разработали микросхему, которая успешно моделирует связи между нейронами. Эта разработка не просто упражнение по копированию принципов работы мозга. Она может быть использована для вполне прикладных вещей вроде создания искусственной сетчатки.

На протяжении десятилетий ученые мечтали создать компьютерные системы, которые могли бы повторить способности человеческого мозга к изучению новых задач.Сейчас исследователи из MIT сделали важный шаг к достижению этой цели, разработав компьютерный чип, который имитирует адаптацию нейронов головного мозга вследствие реакции на новую информацию. Предполагается, что этот феномен, известный как пластичность, лежит в основе многих функций мозга, включая обучение и память.

В новом компьютерном чипе моделируется взаимодействие клеток мозга друг с другом в синапсах (соединения между двумя нейронами, передающие информацию от одного к другому). К слову, всего в мозге человека насчитывается около 100 млрд нейронов, каждый из которых образует синапсы с большим количеством других нейронов. На данный момент благодаря порядка 400 транзисторам кремниевая микросхема может имитировать деятельность одного синапса головного мозга.

Ученые объясняют, что синаптическая активность зависит от ионных каналов, которые контролируют поток заряженных атомов, например натрия, калия, кальция. Эти каналы еще являются ключами к таким процессам, как долгосрочное потенцирование (усиление фармакологического действия одного вещества другими) и длительная депрессия. Исследователи MIT разработали свой компьютерный чип таким образом, что транзисторы как раз могут имитировать активность различных ионных каналов.

«Теперь у нас есть способ овладения каждым ионным процессом, который происходит в нейроне», — говорит один из авторов исследования Чи-Санг Пун. И в этом заключается главное значение разработки. «Ведь если вы действительно хотите имитировать функции мозга, вы должны смоделировать внутриклеточные процессы в ионном канале», — добавляет ученый.

По словам профессора нейробиологии Калифорнийского университета Дина Буономано, уровень биологического реализма того, что сотворили в MIT, впечатляет.Новаторы планируют использовать свой чип для моделирования конкретных нейронных функций, например при создании принципиально новой системы компьютерного «зрения».

Другое потенциальное применение разработки — появление чипов, которые смогут взаимодействовать с биологическими системами. Это важно как при создании самой искусственной сетчатки глаза, так и для обеспечения связи между данным «нейронным протезом» и мозгом. Наконец, подобные чипы могут стать кирпичиками для построения передовых средств разведки.

Категория: Управление | 6 комментариев »

Комментарии