Aceste fire bacteriene sunt acum baza unui nou neuron artificial care se activează, învață și răspunde la semnale chimice ca un neuron real.
Oamenii de știință au dorit de mult să imite eficiența computațională a creierului. Dar în ciuda anilor de inginerie, neuroni artificiali încă funcționează la tensiuni mult mai mari decât cei naturali. Semnalele lor zgomotoase, care provoacă frustrare, necesită un pas suplimentar pentru a îmbunătăți fidelitatea, subminând economiile de energie.
Deoarece nu se potrivesc cu neuronii biologici—imaginați-vă că conectați un dispozitiv de 110 volți la o priză de 220 volți—este dificil să integrați dispozitivele cu țesuturile naturale.
Dar acum o echipă de la Universitatea din Massachusetts Amherst a folosit nanofiruri proteice bacteriene pentru a forma cabluri conductoare care surprind comportamentele neuronilor biologici. Atunci când sunt combinate cu un modul electric numit memristor—un rezistor care „își amintește” trecutul—neuronul artificial rezultat a funcționat la o tensiune similară cu omologul său natural.
„Versiunile anterioare ale neuronilor artificiali foloseau de 10 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-un vas de laborator. Și adăugarea unei molecule asemănătoare cu adrenalina a declanșat dispozitivele să crească „ritmul cardiac” al celulelor musculare.
Această integrare între neuroni artificiali și țesut biologic este „fără precedent,” a spus Bozhi Tian de la Universitatea din Chicago, care nu a fost implicat în proiect, pentru IEEE Spectrum.
Creierul uman este o minune computațională. Procesează o cantitate enormă de date cu o putere redusă. Oamenii de știință s-au întrebat de mult cum este capabil de astfel de performanțe.
Calcularea masiv paralelă—cu mai multe rețele neuronale funcționând în sincron—poate fi un factor. Un alt factor poate fi un design de hardware mai eficient. Computerele au module separate de procesare și memorie care necesită timp și energie pentru a transfera date în ambele sensuri. Un neuron este atât cip de memorie, cât și procesor într-un singur pachet. Studiile recente au descoperit, de asemenea, moduri de calcul anterior necunoscute ale celulelor cerebrale.
Nu e de mirare că cercetătorii au încercat de mult să imite particularitățile neuronale. Unii au folosit materiale organice biocompatibile care acționează ca sinapse. Alții au incorporat principii de calcul cu lumină sau cuantic pentru a se apropia de computația asemănătoare cu cea a creierului.
Comparativ cu cipurile tradiționale, acești neuroni artificiali au redus consumul de energie atunci când se confruntau cu sarcini relativ simple. Unii chiar s-au conectat cu
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.
