Авторизація

» » » Фізики створили перший штучний аналог синапсу нервових клітин

Фізики створили перший штучний аналог синапсу нервових клітин

Фізики створили перший штучний аналог синапсу нервових клітин Американські вчені створили перший напівпровідниковий аналог синапсу - з'єднання між нервовими клітинами, що дозволить вченим створювати обчислювальні системи, що імітують роботу мозку, і вивчати його таємниці в "залозі", йдеться в статті, опублікованій в журналі ACS Nano.

"Головною відмінною рисою синапсів є те, що вони можуть одночасно передавати як збуджуючі, так і гальмівні сигнали в інші нервові клітини. Всі спроби скопіювати їх механізм вимагають використання 10-20 транзисторів, комбінація яких дозволяє імітувати тільки одне нервове закінчення. Мозок людини, в свою чергу, містить 100 трильйонів синапсів", - розповідає Хань Ван (Han Wang) з університету Південної Каліфорнії в Сан-Франциско (США).

Синапси, або нервові закінчення, є особливими структурами на поверхні нервових клітин, які дозволяють їм передавати інформацію у вигляді електричних і хімічних сигналів в сусідні нейрони, обмінюючись з ними особливими молекулами-нейротрансміттерами. У клітинах мозку людини та інших тварин містяться десятки подібних речовин, частина з яких збуджує нейрони, змушуючи їх частіше виробляти сигнали, а інші - пригнічують їх роботу.

У синапсах міститься безліч "мішечків" з подібними речовинами, які вони передають в з'єднаний з ним нейрон при надходженні відповідної "команди" в нервову клітину від інших клітин, з'єднаних з нею їх власними нервовими закінченнями. Як недавно з'ясували вчені, справжні нейрони, на відміну від транзисторів і рукотворних аналогів нервових клітин, можуть одночасно передавати і гальмівні, і збуджуючі сигнали і "перемикатися" між різними режимами роботи, що надає їм неймовірну гнучкість в роботі.

Ван і його колеги створили перший повноцінний аналог синапсу, зібравши своєрідний "бутерброд" з декількох шматочків різних напівпровідників - так званого "чорного" фосфору і селеніду олова, а також двох золотих контактних майданчиків і підкладки з двоокису кремнію.

Ключова частина такого штучного синапсу - тонкий шар оксиду фосфору, що розділяє фосфорний напівпровідник і підкладку. Як розповідають вчені, це може здатися багатьом вченим помилкою або дефектом виробництва, так як такі шари зазвичай утворюються при поганій ізоляції мікросхем і при їх контакті з повітрям під час виготовлення.

Насправді, ця частина "бутерброда" Вана і його колег дозволяє йому перемикатися між різними режимами роботи, пропускаючи або не пропускаючи струм при додатку електричного поля до одного або двох золотих електродів. Те, як багато пропускає струму цей шар, можна гнучко змінювати, використовуючи ці електроди, що дозволяє йому повністю імітувати те, як працюють синапси і нервові клітини в цілому.

Читайте також: Фізики з США створили перший "балакучий" папір

Відповідно, комбінації великого числа подібних штучних нервових закінчень можна застосовувати не тільки для створення штучних нейромереж, не витрачаючи на це величезне число транзисторів або обчислювальних ресурсів, але і для створення аналогів мозку і ланцюжків нейронів живих істот і вивчення того, як вони працюють. Це, як сподіваються вчені, наблизить нас до розкриття таємниць людської свідомості і розуму.

Долучайтесь до нас у Facebook

Залишити коментар
Новини
  • Останні
  • Перегляди
  • Коментарі
Календар публікацій
«    Май 2021    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31