مغز انسان با نورون های مصنوعی بر خط شد - وبلاگ مقاله های تخصصی

به گزارش وبلاگ مقاله های تخصصی، دانشمندان با استفاده از ابزار های نانوالکترونیک توانستند سلول های عصبی مغز انسان و سلول های عصبی مصنوعی را در بستر اینترنت به هم وصل کنند.

به گزارش خبرنگار فناوری وبلاگ مقاله های تخصصی، عملکرد مغز توسط مدار های سلول های عصبی یا نورون های که توسط پیوند های میکروسکوپی، اما بسیار پیچیده به نام سیناپس به یکدیگر وصل می شوند، امکان پذیر است. حال دانشمندان یک شبکه عصبی هیبریدی (ترکیبی از نورون های مغزی و سیلیکونی) ساخته اند که در آن، نورون های زیستی و مصنوعی در نقاط مختلف جهان از طریق اینترنت با یکدیگر ارتباط برقرار کردند. همانند مغز انسان، این اتصال از طریق یک هاب (قطب) از سیناپس های مصنوعی ساخته شده از فناوری نانوی بسیار پیشرفته امکان پذیر شد. نخستین بار است که این سه مولفه در یک شبکه متحد به کار رفته اند.

این مجموعه یک شبکه عصبی اسپایکی را تشکیل دادند. شبکه های عصبی مصنوعی یکی از پرکاربردترین ساختار های مورد استفاده در هوش مصنوعی است. این شبکه ها به طور دقیق تری از شبکه های عصبی زیستی الهام می گیرند و در آن ها علاوه بر متغیر های حالت نورونی و سیناپسی، مفهوم زمان نیز در مدل در نظر گرفته می شود.

در شبکه های عصبی معمولی، خروجی هر نورون در هر تکرار محاسبه و به روز رسانی می شود، اما در شبکه های عصبی اسپایکی، هر نورون تنها زمانی اسپایک تولید می کند که پتانسیل غشای آن از یک حد آستانه بیشتر شده باشد. در علوم اعصاب، شلیک یا اسپایک (به معنای نیزه) همان پتانسیل عمل است که روی غشای تحریک پذیر یک سلول عصبی پدید می آید. شلیک های عصبی معمولا بنیاد ارتباطات میان نورون ها تلقی می شوند که به تبادل اطلاعات و محاسبات درون مغز منجر می شود.

در این پژوهش، محققان دانشگاه پادووا در ایتالیا، سلول های عصبی موش را در آزمایشگاه پرورش دادند و محققان دانشگاه زوریخ و مؤسسه فناوری فدرال زوریخ در سوئیس نورون های مصنوعی را روی تراشه های سیلیکونی ساختند یک آزمایشگاه مجازی در دانشگاه ساوت همپتون ایجاد کردند که سیناپس های حاصل از نورون های زیستی از ایتالیا و سیناپس های حاصل از نورون های سیلیکونی یا مصنوعی را از سوئیس دریافت می کرد. این سیناپس ها در دانشگاه ساوت همپتون از طریق ابزار های سیناپسی که ممریستور نامیده می شوند، تولید شدند.

محققان دانشگاه ساون همپتون، اسپایک ها یا شلیک های عصبی ایجاد شده را از طریق اینترنت از نورون های زیستی در ایتالیا گرفتند و سپس آن ها را را به شکل سیناپس های ممریستوری توزیع کردند. این سیناپس ها سپس به شکل فعالیت اسپایکی به سمت نورون های مصنوعی در زوریخ فرستاده شدند. این فرآیند به صورت معکوس نیز به طور همزمان انجام گرفت؛ یعنی از زوریخ به پادووا. در نتیجه، نورون های زیستی و مصنوعی به صورت دو طرفه و آنلاین با هم ارتباط برقرار کردند.

محققان می گویند: یکی از بزرگ ترین چالش ها در این پژوهش یکپارچه سازی آخرین فناوری های روز و بهترین و حرفه ای ترین کارشناسان زیر یک سقف بود، اما با ایجاد یک لابراتوار مجازی ما این چالش را برطرف کردیم و به این دستاورد بزرگ رسیدیم.

محققان پیش بینی می کنند که این دستاورد بزرگ به زودی توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب خواهد کرد و طیف جدید از نوآوری ها و دستاورد های علمی را در زمینه تحقیقات تعامل عصبی رقم خواهد زد. به ویژه، دانشمندان با این کار به نوعی توانستند روش جدیدی را برای اتصال و یکپارچه سازی فناوری های مختلف در سراسر جهان ابداع کنند که این امر گام بزرگی به سوی دموکراتی سازی فناوری ها است و سد بزرگی را از پیش پای دانشمندان برای همکاری های فرامرزی بردارند.

آن ها می گویند: ما از این پیشرفت بسیار هیجان زده ایم. از یک طرف، پایه و اساس یک تحقیق را پایه گذاری کردیم که هرگز در جریان تکامل طبیعی مشاهده نشده بود؛ یعنی جایی که نورون های زیستی و مصنوعی به یکدیگر مرتبط شدند و از طریق شبکه جهانی اینترنت با هم ارتباط برقرار کردند و در واقع ابزار الکترونیک عصبی شکل گرفت. از طرف دیگر، این کار چشم انداز های جدیدی را به روی فناوری های عصب- زیستی باز کرده و در واقع ما را به تحقیقاتی هدایت خواهد کرد که در آن بخش هایی از مغز را که عملکرد خود را از دست داده اند، با تراشه های هوش مصنوعی جایگزین خواهند شد.