Создана система, которая соединяет искусственные нейроны с живыми

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.

---

Бренды по теме

Testo SE & Co Hanna Instruments