Разработан электронный нейрон, который меняет свои функции, как клетки живого мозга
Международная группа исследователей, в которую входят специалисты из Университета Лафборо, Института Солка и Университета Южной Калифорнии, создала новый тип искусственного нейрона. Устройство способно на аппаратном уровне воспроизводить электрическую активность различных типов нейронов головного мозга и динамически переключаться между разными функциями.
В ходе экспериментальных тестов прототип, названный «транснейроном», продемонстрировал способность с точностью до 100 % имитировать записанные ранее электрические импульсы реальных нейронов макаки. Устройство успешно воспроизвело паттерны активности из трёх различных областей мозга, отвечающих за зрение, движение и премоторное планирование. Особенностью разработки является то, что для переключения между этими режимами работы не требуется изменять программный код — нейрон адаптируется путём модуляции подаваемых на него электрических сигналов.
В основе технологии лежит мемристор — наноразмерный компонент, сопротивление которого изменяется в зависимости от проходящего через него заряда. Внутри него под действием электрического тока формируются и разрушаются проводящие каналы из атомов серебра. Этот физический процесс позволяет генерировать сложные электрические импульсы, аналогичные нейронным спайкам в мозге. Поведение устройства также чувствительно к внешним факторам, таким как температура и давление, что открывает возможности для создания интегрированных сенсорных систем.
Исследователи подтвердили, что транснейрон не просто копирует выходные сигналы, а обрабатывает информацию. При изменении входных данных устройство меняло частоту своих импульсов, подобно биологическому нейрону. Кроме того, оно продемонстрировало способность по-разному реагировать на последовательность из двух одновременных сигналов — задача, для решения которой в традиционных нейросетях обычно требуется несколько нейронов.
Источник: Nature
