Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Создана система, которая соединяет искусственные нейроны с живыми

Создана система, которая соединяет искусственные нейроны с живыми

09 марта 2020


Нейронные сети являются основой функционирования головного мозга. Они содержат синапсы, которые играют ключевую роль во всех совершаемых с информацией операциях: её получение, передача, обработка и дальнейшее хранение в памяти. Сеть нейронов имеет уникальную структуру, но уже сейчас ученые могут создавать искусственные объекты, в частности, синапсы и нейроны. С помощью современных технологий и мощного измерительного оборудования появилась возможность соединять компьютер и мозг — происходит это благодаря специальным системам, в которых происходит имитация настоящего синапса посредством мемристоров.

Нейроны обмениваются информацией, и чем дольше происходит воздействие, тем передача сигналов более явная и эффективная. Между биологическими нейронами протекает определённого рода заряд, поскольку они — элементы электронные. Чтобы произвести передачу сигнала между настоящим нейроном и его искусственной версией, ученые создали специальную систему с мемристорами, соединяющими биологические и искусственные нейроны, обменивающиеся между собой информацией. Искусственный нейрон — это интегральная схема, в её составе находятся миллионы транзисторов. Кремниевый нейрон способен генерировать электрические импульсы, передающиеся на мемристоры и затем проходящие через микроэлектроды. Эти импульсы задают напряжение, напоминающее то, что формируется при взаимодействии биологических нейронных импульсов в головном мозге человека. Устройство назвали синаптором, поскольку гибридный синапс обладает той же пластичностью, что и биологический.

В первой части созданной учеными системы происходит движение сигнала от искусственной клетки к живой, вторая часть возвращает его или передает новый. Удивительно то, что система работает не внутри какого-либо оборудования или даже помещения — элементы системы связаны между собой посредством интернета, передают данные через протокол UDP, и при этом физически располагаются в различных точках мира: Цюрихе (Швейцария), Саутгемптоне (Великобритания) и Падуе (Италия). Ученые продемонстрировали работу данной системы, смоделировав потенциацию синапсов гиппокампа. Кремниевый нейрон в этой системе являлся источником электрических сигналов заданной частоты, мемристоры задавали пластичность пути передачи сигналов, то есть меняли сопротивление для полноценной передачи сигналов биологический нейрон. В результате живая клетка получала импульс и реагировала на него повышением и сохранением активности.

inf019-04-19-imgs_SMM_Feb_2019_0005_29

Другая информация

06 апреля
Мышечные и нервные клетки при содействии ускоряются в своём развитии

Изучение и воспроизведение синергии нервов и мышц, симуляция механизма их контактов, является перспективным направлением биогибридных разработок.

02 апреля
Раскрыт феномен окрашивания зерен ячменя в черный цвет

Клеточные и молекулярные основы пигмента меланина в зернах ячменя являются главными объектами для изучения ученых-цитологов и генетиков.

26 марта
Ученые говорят о Марсе, как о сейсмически активной планете

В 2018-2019 гг. была совершенна посадка на поверхность Марса исследовательской станции InSight, выпустившей два научных инструмента, позволяющих провести качественные измерения марсианского грунта и атмосферы.

23 марта
Исследован механизм возникновения клеток, провоцирующих аллергическую реакцию на арахис

Исследователи решили понаблюдать за поведением тучных клеток, антител, а также антигенов при попадании аллергена — белка арахиса — в кровь.

19 марта
Изучено распределение энергии в процессе фотосинтеза

Ученые смогли экспериментально подтвердить конкретное распределение энергии в виде ее перехода от хлорофиллов в возбужденном состоянии к каротиноидам.

Вся информация