Нейрочипы - новая веха в развитии

1174

С помощью фотопроводящих свойств новых кремниевых "нейрочипов" ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего смогли пронаблюдать за физическими изменениями в нейронах головного мозга, которые происходят в процессе обучения. Лабораторные исследования показали, какие именно изменения происходят в нейронах в случае кратко- и долговременной памяти.

В лаборатории были созданы весьма интересные устройства - на небольших кремниевых пластинах, похожих на те, которые используются при создании современных микрочипов, были выращены живые нейроны мозга. Причем к нейронам теперь был применен более тонкий подход, при котором клетки на кремнии живут около года, а не 5 - 6 часов, как ранее. Применяются не электроды, подсоединяемые напрямую к живым клеткам (через некоторое время их убивающие), а фотопроводящие свойства кремния. Лазер используется для того, чтобы передать электрический импульс от нейрона к электроду. Просто-напросто луч света направляется в область между нейроном и электродом (нейроном и нейроном), существенно меняя сопротивление полупроводника в этом участке. Таким образом, можно зафиксировать изменения в нейронах при приложении к ним разных токов.

Ученые выяснили, что кратковременная и долговременная память вызывают различные физические изменения в нейронах и связи между ними. Кратковременная память, по наблюдению ученых - это связь нескольких нейронов на короткий период нитями, которые всегда есть в клетке. Долговременная же память приводит к образованию новых, более жестких нитей, которые связывают нейроны между собой на долгий период времени.

Ученые изучили, что бессистемные кратковременные электрические импульсы между нейронами связывают их совсем ненадолго, а вот если в течение продолжительного периода времени повторять одну и ту же последовательность высокочастотных электрических сигналов, то со временем нейроны срастаются, что равноценно долговременной памяти. Причем, что интересно, если повторять последовательность электрических импульсов через каждые 15 минут на протяжении часа, то возникает долговременная память.

Теперь исследовательская команда хочет моделировать и исследовать процессы, эквивалентные "забыванию", то есть разрыву связи между нейронами при долговременной памяти. Ученые считают, что долгие низкочастотные импульсы могут ослабить или даже разорвать связи между нейронами. Правда, пока что в лаборатории они этого не наблюдали.

Когда ученые найдут четкие механизмы управления связью между нейронами, они предвещают начало новой эры в вычислениях. Такая "нейросхемотехника", по их словам, сможет выполнять аналоговые вычисления. Потенциал нейронных сетей огромен - это мы можем представить на примере собственного мозга, который параллельно обрабатывает и запоминает огромные количества информации (взять хотя бы визуальную и ассоциативную память). Понятно, что эти массивно-параллельные вычисления затыкают за пояс все современные компьютеры. Очевидно, будущие нейроразработчики подсоединяя сенсоры и другие источники информации к нейросетям смогут добиться ошеломляющих результатов. Однако это все пока лишь радужные перспективы. А пока нужно еще очень много узнать о нейронах человеческого мозга.

Понятно, что будущие нейрочипы будут работать как современные вентильные матрицы, позволяющие конфигурировать и оптимизировать их для любой конкретной задачи.

Что ж, будущее покажет, как именно видоизменятся вычислительные системы. Однако, судя по всему, все идет к биологии. И все же, думается, что "классическая" полупроводниковая микроэлектроника еще довольно долго будет оставаться основой.

Источник: EE Times Asia

20 декабря 2001

12:59

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Смартфон Sharp FS8008 является новой версией Sharp Aquos S2 с уменьшенным экраном: Основная камера получила два 12-мегапиксельных датчика изображения

Micromax Canvas Infinity — смартфон с дисплеем 18:9, ОС Android 7.1.2 и ценой в 155 долларов: Смартфон Micromax Canvas Infinity оснастили 3 ГБ ОЗУ

Huawei покажет свой процессор с системой ИИ 2 сентября: Данный процессор будет входить в состав SoC Kirin 970

Samsung планирует снизить зависимость от Qualcomm уже в смартфоне Galaxy S9: Традиционно Samsung использует однокристальные системы Qualcomm примерно для половины своих флагманских смартфонов серии Galaxy S2

Экран смартфона Elephone S8 занимает 92,4% площади лицевой панели: Цена новинки составляет 280 долларов1

Опубликованы реальные фотографии смартфона Meizu M6 Note: Анонс новинки ожидается завтра

Появились изображения упаковок настольных процессоров Intel Core i5 и Core i7 восьмого поколения. Core i3 пока ждать не стоит: CPU Intel Core i5 и Core i7 восьмого поколения будут оснащены GPU UHD Graphics 6308

На передней панели корпуса Gigabyte Aorus AC300W разместилось шесть разъёмов : Gigabyte представила корпус Aorus AC300W с подсветкой 3

Представлена операционная система Android 8.0 Oreo : Google представила Android Oreo46

1318

iXBT TV

  • Обзор видеоускорителя AMD Radeon RX Vega 64

  • Обзор легкой, компактной и дешевой мясорубки Kitfort KT-2101 Carnivora

  • Обзор беззеркальной фотокамеры Fujifilm X-T20

  • Обзор кинотеатрального DLP-проектора BenQ W11000 с эмуляцией разрешения 4К

  • AMD Ryzen Threadripper 1920Х и 1950X — тестирование 12-ядерного и 16-ядерного процессоров

  • Обзор мини-ПК ECS Liva Z на базе процессора Apollo Lake

  • Самый лучший процессор, неудачи Microsoft, гибкие наушники Samsung

  • Обзор цветного МФУ Xerox VersaLink C405 для малых и средних офисов

  • Обзор умного чайника Redmond SkyKettle RK-G200S с подсветкой и нагревом воды до нужной температуры

  • Конфигурируем мини-ПК: изучаем влияние памяти и накопителя на быстродействие системы

  • 3D-карты AMD Radeon RX Vega, цены, спецификации, смартфон Meizu Pro 7

  • Обзор лазерного цветного МФУ Canon imageRunner Advance C3520i, младшего в новой линейке

1212

Календарь

декабрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать