Французские ученые, в процессе изучения строения клеток мозга, смогли создать искусственный синапс, на базе которого можно будет построить биологический компьютер
Исследователи из Национального центра научных исследований и университета Бордо создали искусственный синапс, способный учиться самостоятельно. Данное устройство было испытано в лабораторных условиях, что в дальнейшем позволит конструировать более сложные системы, а также более мощные компьютеры.
Синапс – это небольшой отдел в окончании нейрона головного мозга. При его помощи идет передача информации от первого нейрона ко второму. Синапс находится в трех участках нервных клеток. Также синапсы находятся в том месте, где нервная клетка вступает в соединение с разными железами или мышцами организма. Строение синапса имеет простую схему. Он образуется из 3-х частей, в каждой из которых осуществляются определенные функции во время передачи информации между нейронами. Тем самым такое строение синапса можно назвать подходящим для передачи нервного импульса.
Основной целью бионики - является создание устройств, приборов, механизмов или технологий, идея и основные элементы которых заимствуются из живой природы, в данном случае ученых вдохновляло строение мозга, чтобы в дальнейшем разработать все более умные компьютеры. Этот принцип уже работает в информационных технологиях, в виде алгоритмов, используемых для выполнения определенных задач, таких как распознавание образов, например, по фотографии, однако эта процедура потребляет очень много энергии. Винсент Гарсиа и его коллеги сделали огромный шаг вперед в этой области путем создания на кристалле искусственного синапса, который способен к обучению. Они также разработали физическую модель, которая объясняет эту способность к обучению. Это событие открывает путь к созданию сети синапсов, а, следовательно, и интеллектуальных систем, требующих меньше времени и энергии.
В процессе обучения клетки мозга, такие как нейрон, связаны между собой синапсами, которые служат, как бы, проводами для передачи информации. Чем больше синапс стимулируется, тем больше связь усиливается и улучшается в процессе обучения. Искусственный синапс был назван мемристор. Этот электронный нано компонент состоит из тонкого сегнетоэлектрического слоя, зажатого между двумя электродами, сопротивление которого может быть настроено с помощью импульсов напряжения, похожих на те, что в нейронах. Если сопротивление низкое синаптические связи будут крепкими, а если сопротивление высокое соединение будет слабым. Эта способность к адаптации своего сопротивления позволяет синапсу учиться.
Несмотря на то, что исследования в этом направлении ведут многие институты точное понимание механизма взаимодействия синапсов не до конца изучен. Исследователям удалось впервые, при разработке физической модели объяснить, как они функционируют. Понимание этого процесса позволит создавать более сложные системы, такие как сети искусственных нейронов, соединенных между эти мемристороми.
Биологический синапс преобразует скачок напряжения (потенциал действия), поступающий из пресинаптического нейрона, в разряд химических нейротрансмиттеров, которые затем обнаруживаются постсинаптическим нейроном. Впоследствии они преобразуются в новые пики, что приводит к последовательности импульсов, которые либо увеличиваются, либо уменьшаются в размере. Это фундаментальное свойство синаптического поведения известно как кратковременная пластичность, которая связана со способностью нейронной сети учиться. Именно эту кратковременную пластичности удалось сымитировать ученым из франции.
В дальнейшем компьютеры работающие на принципах работы человеческого мозга смогут обучаться, искусственный интеллект сможет успешно работать на базе компьютеров, использующих нейронные сети и синапы.
О том как работает человеческий мозг вы сможете увидеть в сюжете
Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍
Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света!
