Искусственную клетку мозга научили запоминать информацию — пока только в рамках компьютерной модели

Это потенциально открывает дорогу к созданию компьютера, работающего как человеческий мозг.
Фото: Live Science
Прототип искусственного нейрона

Французские ученые смоделировали искусственную клетку мозга и научили ее «помнить» информацию несколько миллисекунд. Это достижение приближает нас к появлению компьютеров, которые работают как человеческий мозг.

Исследование опубликовано в журнале Science, коротко о нем рассказывает Live Science.

Современные компьютеры делают невероятное, но тратят много энергии. Человеческий мозг, напротив, экономичен — энергии, содержащейся в двух бананах, ему хватит, чтобы работать целый день. Не совсем понятно, почему он так эффективен. Но ученые решили сделать компьютер более похожим на мозг. Для этого они использовали энергию ионов — именно с помощью этих заряженных частиц наш мозг создает электрические импульсы. 

Искусственные нейроны

Ученые создали компьютерную модель искусственных нейронов, которые могут генерировать электричество как настоящие клетки мозга.

Члены команды сымитировали потенциал-зависимые ионные каналы. Для этого они смоделировали тонкий слой воды между листами графена. Они охарактеризовали модель как квазидвухмерную щель. Свойства частиц в двумерном пространстве отличаются, кроме того, в 2D они реагируют активней, чем в 3D.

Кроме того ученые сымитировали генерацию и передачу потенциалов действия. В мозге потенциалы (всплески электрической активности) переходят от клетки к клетке, так передается информация.

Команда исследователей протестировала модель. В электрическом поле проходящие через канал ионы начали образовывать червеобразные структуры. Причем структуры исчезали достаточно медленно, чтобы оставить после себя «память».

Эта «память» о предыдущем состоянии длилась несколько миллисекунд, примерно столько требуется реальным нейронам, чтобы создать потенциал действия и вернуться в состояние покоя. В клетках мозга именно потенциал действия приравнивают к клеточной памяти.

Создавая память

Описанная модель — версия мемристора, или резистора памяти. Такой электрический элемент умеет сохранять информацию. Существующие мемристоры не используют жидкость, как это делает мозг. Однако после успешной работы с компьютерной моделью команда ученых создала физическую модель искусственного нейрона и уже начала проводить на ней эксперименты.

Учёные вырастили мини-мозг, который может сокращать мышцы

Разработано компьютерное устройство, способное учиться по ассоциации, как человеческий мозг