Главная » Новости » 2001 » 12 » 20 20 декабря 2001

Нейрочипы - новая веха в развитии

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

12:59 20.12.2001
Оценить новость

Не работают комментарии или голосования? Читайте как почистить куки



декабрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс
2001

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.