Umjetna inteligencija: čip koji je dizajniran za simulaciju aktivnosti mozga
Posljednji pregledao: 18.05.2024
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.
Već desetljećima znanstvenici su sanjali o stvaranju računalnog sustava koji bi mogao replikirati talent ljudskog mozga da bi istražio nove izazove.
Znanstvenici s Massachusetts Institute of Technology sada su napravili važan korak ka ovom cilju razvijanjem računalnog čipa koji oponaša mehanizam za prilagodbu neurona mozga kao odgovor na nove informacije. Taj fenomen, poznat kao plastičnost, znanstvenici vjeruju da su temelj mnogih funkcija mozga, uključujući učenje i pamćenje.
Oko 400 tranzistora i silikonski čip mogu simulirati aktivnost jedne sinapse mozga - veza između dva neurona, koja olakšava prijenos informacija s jednog neurona u drugi. Istraživači očekuju da će ovaj čip pomoći neuroznanstvenicima da nauče mnogo više o radu mozga, a također se mogu koristiti i u razvoju neuronskih proteza, poput umjetne retine, kaže voditelj projekta Chi-Sang-poon.
Simulacija sinapsi
U mozgu ima oko 100 milijardi neurona, od kojih svaki oblikuje sinapse s velikim brojem drugih neurona. Synapse - jaz između dva neurona (presinaptički i postsinaptični neuroni). Presinaptični neuron izlučuje neurotransmitere kao što je glutamat i GABA, koji se vežu na receptore na postsinaptičnoj membrani stanice, aktivirajući ionske kanale. Otvaranje i zatvaranje ovih kanala dovodi do promjene električnog potencijala ćelije. Ako se potencijal mijenja dramatično, stanica potiče električni impuls koji se zove akcijski potencijal.
Sve sinaptičke aktivnosti ovise o ionskim kanalima koji kontroliraju protok nabijenih iona, poput natrija, kalija i kalcija. Ovi kanali također su ključni u dva procesa poznati kao dugotrajna potencijacija (LTP) i dugotrajna depresija (LLC), koji pojačavaju i oslabljuju sinapse.
Znanstvenici su razvili vlastiti računalni čip, tako da transistori mogu oponašati aktivnost različitih iona. Dok većina čipova rade u binarnom načinu rada - "on / off", električne struje na novom čipu protječu kroz tranzistore u analognom načinu rada. Gradijent električnog potencijala uzrokuje protjecanje protoka kroz tranzistore na isti način na koji ioni prolaze kroz ionske kanale u ćeliji.
"Mi možemo prilagoditi parametre kruga za koncentraciju na određenom ionskom kanalu", kaže Poon. "Sada imamo način hvatanja svakog ionskog procesa koji se događa u neuronu."
Novi čip je „značajan napredak u naporima u proučavanju bioloških neurona i sinaptičke plastičnosti u CMOS [komplementarni metal-oksid-poluvodič] čipu”, kaže Dean Buonomano, profesor neurobiologije na University of California u Los Angelesu, dodajući da je”razina biološke realnosti , je impresivan.
Znanstvenici namjeravaju koristiti svoj čip za stvaranje sustava za modeliranje određenih neuronskih funkcija, kao što je sustav vizualnog procesiranja. Takvi sustavi mogu biti mnogo brži od digitalnih računala. Čak i na računalnim sustavima visokih performansi, potrebni su sati ili dani za simulaciju jednostavnih sklopova mozga. S analognim čip sustavom, simulacija je brža nego u biološkim sustavima.
Još jedna potencijalna primjena tih čipova, prilagodba interakcije s biološkim sustavima, kao što su umjetna mrežnica i mozak. U budućnosti, ovi čipovi mogu postati standardni blokovi za umjetne inteligencije, kaže Poon.
