Umelá inteligencia: čip určený na simuláciu aktivity mozgu
Posledná kontrola: 18.05.2024
Všetok obsah iLive je lekársky kontrolovaný alebo kontrolovaný, aby sa zabezpečila čo najväčšia presnosť faktov.
Máme prísne smernice týkajúce sa získavania zdrojov a len odkaz na seriózne mediálne stránky, akademické výskumné inštitúcie a vždy, keď je to možné, na lekársky partnerské štúdie. Všimnite si, že čísla v zátvorkách ([1], [2] atď.) Sú odkazmi na kliknutia na tieto štúdie.
Ak máte pocit, že niektorý z našich obsahov je nepresný, neaktuálny alebo inak sporný, vyberte ho a stlačte kláves Ctrl + Enter.
Počas mnohých desaťročí sa vedci vyslovili o vytvorení počítačového systému, ktorý by mohol kopírovať talent ľudského mozgu a skúmať nové výzvy.
Vedci z Massachusetts Institute of Technology teraz urobili dôležitý krok smerom k tomuto cieľu tým, že vyvinuli počítačový čip, ktorý napodobňuje mechanizmus prispôsobovania neurónov mozgu ako reakciu na nové informácie. Tento jav, známy ako plasticita, sa podľa vedcov považuje za základ mnohých mozgových funkcií vrátane učenia a pamäti.
O 400 tranzistorov a kremíkový čip môže napodobňovať aktivitu mozgu synapsie - spojenia medzi dvoma neurónmi, ktorá prispieva k prenosu informácií z jedného neurónu na druhý. Vedci očakávajú, že tento čip pomôže neuroscientists dozvedieť oveľa viac o mozgu, a môžu byť tiež použité pri vývoji nervovej protetických pomôcok, ako sú umelé sietnice, hovorí projektový manažér Chi-Sang Poon.
Simulácia synaps
V mozgu je približne 100 miliárd neurónov, z ktorých každý tvorí synapsí s veľkým počtom iných neurónov. Synapse - medzera medzi dvoma neurónmi (presynaptickými a postsynaptickými neurónmi). Presynaptický neurón vylučuje neurotransmitery, ako je glutamát a GABA, ktoré sa viažu na receptory na postsynaptickej membráne bunky a aktivujú iónové kanály. Otvorenie a zatváranie týchto kanálov vedie k zmene elektrického potenciálu článku. Ak sa potenciál dramaticky zmení, bunka spustí elektrický impulz nazývaný akčný potenciál.
Všetka synaptická aktivita závisí od iónových kanálov, ktoré riadia tok nabitých iónov, ako sú sodík, draslík a vápnik. Tieto kanály sú tiež kľúčové v dvoch procesoch známych ako dlhodobá potenciacia (LTP) a dlhodobá depresia (LLC), ktoré posilňujú a oslabujú synapsí.
Vedci vyvinuli vlastný počítačový čip, takže tranzistory môžu napodobňovať činnosť rôznych iónových kanálov. Zatiaľ čo väčšina čipov pracuje v binárnom režime - "on / off", elektrické prúdy na novom čipu prechádzajú cez tranzistory v analógovom režime. Gradient elektrického potenciálu spôsobuje, že tok prúdi cez tranzistory rovnakým spôsobom, ako ióny prechádzajú cez iónové kanály v článku.
"Môžeme nastaviť parametre obvodu pre koncentráciu na špecifický iónový kanál," hovorí Poon. "Teraz máme spôsob, ako zachytiť každý iónový proces, ktorý sa deje v neuróne."
Nový čip je "významný pokrok v úsilí k štúdiu biologických neurónov a synaptickej plasticity v CMOS [komplementárne oxidy kovov polovodičového] čip," hovorí Dean Buonomano, profesorom neurobiológie na University of California v Los Angeles, s tým, že "úroveň biologickej realizmu , je pôsobivý.
Vedci plánujú používať svoj čip na vytvorenie systémov na modelovanie špecifických neurálnych funkcií, ako je napríklad systém vizuálneho spracovania. Takéto systémy by mohli byť omnoho rýchlejšie ako digitálne počítače. Dokonca aj na vysokovýkonných počítačových systémoch sú potrebné hodiny alebo dni na simuláciu jednoduchých mozgových obvodov. S analógovým čipovým systémom je simulácia rýchlejšia ako v biologických systémoch.
Ďalšia možná aplikácia týchto čipov, úprava interakcie s biologickými systémami, ako je umelá sietnica a mozog. V budúcnosti sa tieto čipy môžu stať štandardnými blokmi pre zariadenia s umelou inteligenciou, hovorí Poon.
