Δημιουργήθηκε ένας βιουπολογιστής από ζωντανούς νευρώνες και ηλεκτρονικά κυκλώματα
Ένα τρισδιάστατο δίκτυο από ζωντανούς νευρώνες και ηλεκτρονικά κυκλώματα μπορεί να αναγνωρίζει ηλεκτρικά μοτίβα και ίσως βοηθήσει τους ερευνητές να μελετήσουν τόσο τη λειτουργία του εγκεφάλου όσο και τη χαμηλής κατανάλωσης υπολογιστική τεχνολογία.
Η υπολογιστική τεχνολογία περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα συσκευών, λογισμικού και υπηρεσιών που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία, αποθήκευση και διαχείριση πληροφοριών. Αποτελεί τη βάση της σύγχρονης ψηφιακής εποχής, εξελισσόμενη συνεχώς από τους παραδοσιακούς υπολογιστές σε προηγμένα συστήματα
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Πρίνστον κατασκεύασαν μια τρισδιάστατη συσκευή που συνδυάζει ζωντανά εγκεφαλικά κύτταρα και προηγμένα ηλεκτρονικά σε ένα ενιαίο σύστημα. Η συσκευή μπορεί να προγραμματιστεί με υπολογιστικές μεθόδους ώστε να αναγνωρίζει μοτίβα.
Προηγούμενες προσπάθειες χρήσης εγκεφαλικών κυττάρων για υπολογιστικές εφαρμογές βασίζονταν συνήθως σε επίπεδες δισδιάστατες καλλιέργειες κυττάρων σε τρυβλία ή σε τρισδιάστατες συσσωματώσεις κυττάρων που παρακολουθούνταν και διεγείρονταν εξωτερικά. Το σύστημα του Πρίνστον διαφέρει επειδή έχει σχεδιαστεί ώστε να αλληλεπιδρά με τα κύτταρα από το εσωτερικό του δικτύου.
Η ομάδα χρησιμοποίησε προηγμένες τεχνικές κατασκευής για να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο πλέγμα από μικροσκοπικά μεταλλικά σύρματα και ηλεκτρόδια, συγκρατημένα από μια εξαιρετικά λεπτή επίστρωση εποξειδικής ρητίνης. Η επίστρωση αυτή είναι αρκετά εύκαμπτη ώστε να λειτουργεί μαζί με τους μαλακούς νευρώνες που αναπτύσσονται γύρω της. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το πλέγμα ως σκελετό, επιτρέποντας σε δεκάδες χιλιάδες νευρώνες να αναπτυχθούν σε ένα μεγάλο τρισδιάστατο δίκτυο ικανό για υπολογιστική λειτουργία. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Electronics«.
Ο σχεδιασμός
Οι ερευνητές δήλωσαν ότι αυτός ο ενσωματωμένος σχεδιασμός τους επέτρεψε να καταγράφουν και να διεγείρουν την ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια σε σχέση με προηγούμενα συστήματα. Για περισσότερο από έξι μήνες παρακολουθούσαν πώς μεταβαλλόταν το δίκτυο, δοκίμαζαν τρόπους ενίσχυσης ή αποδυνάμωσης των συνδέσεων μεταξύ σημαντικών νευρώνων και τελικά εκπαίδευσαν έναν αλγόριθμο ώστε να αναγνωρίζει μοτίβα σε ηλεκτρικούς παλμούς.
Σε ένα πείραμα το σύστημα δοκιμάστηκε με ζεύγη διαφορετικών χωρικών μοτίβων. Σε ένα άλλο, δοκιμάστηκε με διαφορετικά χρονικά μοτίβα. Και στις δύο περιπτώσεις, το σύστημα κατάφερε να διακρίνει σωστά τα μοτίβα. Οι ερευνητές δήλωσαν ότι σκοπεύουν να επεκτείνουν την πλατφόρμα ώστε να μπορεί μελλοντικά να διαχειρίζεται πιο σύνθετες εργασίες.
Το έργο αναπτύχθηκε αρχικά για τη διερεύνηση βασικών ερωτημάτων της νευροεπιστήμης αλλά αργότερα η ομάδα διαπίστωσε ότι θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην αντιμετώπιση μιας από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της σύγχρονης τεχνητής νοημοσύνης: της κατανάλωσης ενέργειας.
«Το πραγματικό εμπόδιο για την τεχνητή νοημοσύνη στο άμεσο μέλλον είναι η ενέργεια. Ο εγκέφαλός μας καταναλώνει μόνο ένα απειροελάχιστο ποσοστό — περίπου το ένα εκατομμυριοστό — της ενέργειας που καταναλώνουν τα σημερινά συστήματα τεχνητής νοημοσύνης για να εκτελέσουν παρόμοιες εργασίες. Τα συστήματα όπως αυτό τα οποία ονομάζονται τρισδιάστατα βιολογικά νευρωνικά δίκτυα όχι μόνο βοηθούν στην αποκάλυψη των υπολογιστικών μυστικών του εγκεφάλου, αλλά μπορούν επίσης να συμβάλουν στην κατανόηση και πιθανώς στη θεραπεία νευρολογικών ασθενειών» αναφέρουν οι ερευνητές.
Naftemporiki.gr
Προτιμώμενη πηγή στην Google
Για να εμφανίζονται περισσότερα άρθρα της Ναυτεμπορικής στις αναζητήσεις σας εύκολα και γρήγορα, πρέπει να προσθέσετε το site στις προτιμώμενες πηγές σας. Μπορείτε να το κάνετε πηγαίνοντας εδώ.
