Aruncând o privire rapidă, majoritatea oamenilor nu ar acorda o a doua atenție Geobacter sulfurreducens. Această bacterie a fost descoperită pentru prima dată într-o șanț din Oklahoma rural. Cu toate acestea, acest microb modest deține o superputere. El crește nanotuburi proteice care transmit semnale electrice și le folosește pentru a comunica.
Aceste fire bacteriene stau acum la baza unui nou neuron artificial care se activează, învață și răspunde la semnale chimice la fel ca un neuron real.
Oamenii de știință au dorit de mult să imite eficiența computatională a creierului. Cu toate acestea, în ciuda anilor de inginerie, neuroni artificiali încă funcționează la tensiuni mult mai mari decât cei naturali. Semnalele lor zgomotoase în mod frustrant necesită un pas suplimentar pentru a spori fidelitatea, subminând economiile de energie.
Datorită faptului că nu se potrivesc cu neuronii biologici – imaginează-ți că conectezi un dispozitiv de 110 volți într-o priză de 220 volți – este dificil să integrezi dispozitivele cu țesuturile naturale.
Dar acum, o echipă de cercetători de la Universitatea din Massachusetts Amherst a folosit nanotuburile proteice bacteriene pentru a forma cabluri conductive care capturează comportamentele neuronilor biologici. Atunci când sunt combinate cu un modul electric numit memristor – un rezistor care „își amintește” trecutul său – neuronul artificial rezultat a funcționat la o tensiune similară cu omologul său natural.
„Versiunile anterioare ale neuronilor artificiali foloseau de zece ori mai multă tensiune – și de 100 de ori mai multă putere – decât cel pe care l-am creat”, a declarat autorul studiului Jun Yao într-un comunicat de presă. „Al nostru înregistrează doar 0,1 volți, ceea ce este aproximativ la fel ca neuronii din corpul nostru.”
Neuronii artificiali au controlat cu ușurință ritmul celulelor musculare cardiace vii într-o farfurie. Și adăugarea unei molecule asemănătoare adrenalinei a determinat dispozitivele să intensifice „ritmul cardiac” al celulelor musculare.
Acest nivel de integrare între neuroni artificiali și țesutul biologic este „fără precedent”, a declarat Bozhi Tian de la Universitatea din Chicago, care nu a fost implicat în lucrare, pentru IEEE Spectrum.
Creierul uman este o minune computatională. El procesează o cantitate enormă de date la o putere foarte mică. Oamenii de știință s-au întrebat de mult cum este capabil de astfel de realizări.
Calculul masiv paralel – cu mai multe rețele neuronale care funcționează în sincron – poate fi un factor. Un alt factor poate fi un design hardware mai eficient. Computerele au module separate de procesare și memorie care necesită timp și energie pentru a naveta datele de la unul la altul. Un neuron este atât un cip de memorie, cât și un procesor, într-un singur pachet. Studii recente au descoperit, de asemenea, modalități necunoscute anterior în care celulele creierului calculează.
Nu este de mirare că cercetătorii au încercat de mult timp să imite ciudățeniile neuronale. Unii au folosit materiale organice biocompatibile care acționează ca sinapse. Alții au incorporat principii de lumină sau de calcul cuantic pentru a se apropia de computația asemănătoare creierului.
Comparativ cu cipurile tradiționale, acești neuroni artificiali au redus semnificativ consumul de energie atunci când au fost confrontați cu sarcini relativ simple. Unii chiar s-au conectat
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.
