Nove publikacije
Umjetna inteligencija: Razvijen je čip koji oponaša moždanu aktivnost
Posljednji pregledao: 01.07.2025
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Znanstvenici su desetljećima sanjali o stvaranju računalnog sustava koji bi mogao replicirati talent ljudskog mozga za učenje novih problema.
Znanstvenici s Tehnološkog instituta u Massachusettsu napravili su veliki korak prema postizanju ovog cilja razvojem računalnog čipa koji oponaša način na koji se neuroni mozga prilagođavaju kao odgovor na nove informacije. Smatra se da je ovaj fenomen, poznat kao plastičnost, temelj mnogih moždanih funkcija, uključujući učenje i pamćenje.
S oko 400 tranzistora, silicijski čip može oponašati aktivnost jedne moždane sinapse - veze između dva neurona koja olakšava prijenos informacija s jednog neurona na drugi. Istraživači očekuju da će čip pomoći neuroznanstvenicima da nauče mnogo više o tome kako mozak funkcionira, a mogao bi se koristiti i za razvoj neuronskih proteza poput umjetnih mrežnica, kaže voditelj projekta Chi-Sang Poon.
Modeliranje sinapsi
U mozgu postoji oko 100 milijardi neurona, od kojih svaki tvori sinapse s mnogim drugim neuronima. Sinapsa je prostor između dva neurona (presinaptičkih i postsinaptičkih neurona). Presinaptički neuron oslobađa neurotransmitere poput glutamata i GABA-e, koji se vežu za receptore na postsinaptičkoj membrani stanice, aktivirajući ionske kanale. Otvaranje i zatvaranje tih kanala uzrokuje promjenu električnog potencijala stanice. Ako se potencijal dovoljno dramatično promijeni, stanica ispušta električni impuls koji se naziva akcijski potencijal.
Sva sinaptička aktivnost ovisi o ionskim kanalima, koji kontroliraju protok nabijenih iona poput natrija, kalija i kalcija. Ti kanali su također ključni u dva procesa poznata kao dugoročna potencijacija (LTP) i dugoročna depresija (LTD), koji jačaju odnosno slabe sinapse.
Znanstvenici su dizajnirali svoj računalni čip tako da tranzistori mogu oponašati aktivnost različitih ionskih kanala. Dok većina čipova radi u binarnom uključeno/isključenom načinu rada, električne struje na novom čipu teku kroz tranzistore u analognom načinu rada. Gradijent električnog potencijala uzrokuje protok struje kroz tranzistore na isti način na koji ioni teku kroz ionske kanale u ćeliji.
„Možemo podesiti parametre kruga kako bismo se usredotočili na određeni ionski kanal“, kaže Poon. „Sada imamo način da uhvatimo svaki ionski proces koji se događa u neuronu.“
Novi čip predstavlja „značajan napredak u naporima za proučavanje bioloških neurona i sinaptičke plastičnosti na CMOS [komplementarnom metal-oksid-poluvodičnom] čipu“, kaže Dean Buonomano, profesor neurobiologije na Sveučilištu Kalifornija u Los Angelesu, dodajući da je „razina biološkog realizma impresivna.“
Znanstvenici planiraju koristiti svoj čip za stvaranje sustava za simuliranje specifičnih neuronskih funkcija, poput sustava za vizualnu obradu. Takvi sustavi mogli bi biti puno brži od digitalnih računala. Čak i visokoučinkovitim računalnim sustavima potrebni su sati ili dani za simulaciju jednostavnih moždanih krugova. S analognim sustavom čipa, simulacije su brže nego u biološkim sustavima.
Druga potencijalna upotreba ovih čipova je prilagođavanje interakcija s biološkim sustavima, poput umjetnih mrežnica i mozga. U budućnosti bi ovi čipovi mogli postati gradivni blokovi za uređaje umjetne inteligencije, kaže Poon.