علوم اعصابنانوبیوتکنولوژی

شبیه‌سازی فعالیت مغز به کمک نانومواد

هم‌چنان که علوم مغز گسترش می‌یابد شناخت ما از ساختار مغز نیز کامل‌تر می‌شود اما مغز بسیار پیچیده‌تر از آن است که بتوان به‌راحتی فعالیت آن را تمام و کمال همانندسازی کرد. بنابراین دانشمندان از تجهیزات و جریانات ساده شده شبه نورونی استفاده می‌کنند تا بتوانند بخشی از فعالیت مغز را همانند‌سازی کنند. انرژی که مغز انسان برای یادگیری در محیط، تشخیص دادن، دارا بودن توانایی شناختی بالا، پردازش کردن اطلاعات پیچیده و هوشمند بودن صرف می کند به طرز عجیبی کم است. دو مشخصه کلیدی جریانات مغز نیز “توانایی یادگیری در سیناپس‌ها” و “امکان شلیک نورونی” است.


در تلاش برای ساخت چیپ‌های شبه نورونی در جهت شبیه‌سازی مصنوعی جریاناتی مشابه ساختار و فعالیت مغز، تاکنون از تولید و انتقال شلیک‌های خودبه‌خودی که مانند شلیک‌های مغزی می‌باشند، به طور کامل استفاده نشده است.

اکنون یک گروه مشترک بین موسسه Kyushu و دانشگاه Osaka به مطالعه کنترل یکسوسازی جریان در محل اتصال مولکول‌ها و ذراتی که از طریق غشا تک لایه نانولوله کربنی (SWNT) جذب می‌شوند، پرداخته‌اند و به این منظور آن‌ها از میکروسکوپ نیروی اتمی (C-AFM) استفاده کردند.

پس از مطالعات انجام شده آن‌ها متوجه شدند که هنگام جذب پلی اکسومتالات (POM) در غشا SWNT یک مقاومت دیفرانسیل منفی به وجود می‌آید و این نشان می‌دهد که در اتصالات بین مولکولی، یک وضعیت بی‌ثباتی غیرمتعادل و دینامیک وجود دارد.

به‌علاوه دانشمندان موفق به ساخت تجهیزات مولکولی شبه نورونی متراکم و دارای شبکه‌های تصادفی SWNT/POM شده‌اند که قادرند به صورت خودبه‌خودی شلیک کنند.

POM از اتم‌های فلز و اکسیژن تشکیل شده و یک ساختار سه بعدی دارد. برخلاف مولکول‌های معمول ارگان‌ها، POM می‌تواند حتی در تک سلول‌ها هم شارژ ذخیره کند. در این مطالعه عقیده بر این است که مقاومت دیفرانسیل منفی و شلیک‌های تولید شده در شبکه از طریق دینامیک شارژ نابرابر اتصالات مولکولی شبکه به وجود می‌آید.

بنابراین گروه شروع به انجام محاسبات شبیه‌سازی مدل شبکه تصادفی مولکولی پیچیده شده با  مولکول‌های POM کرده است. این شبکه‌ها قادرند شارژ الکتریکی را در خود ذخیره کنند و و مشابه یک شبکه تصادفی مولکولی شلیک کنند. این گروه هم‌چنین نشان دادند که این مدل مولکولی می‌تواند بخشی ازتجهیزات محاسبات مخزنی شود. پیش بینی می شود محاسبات مخزنی نسل بعدی هوش مصنوعی خواهد بود.

Hirofumi Tanaka می‌گوید: «اهمیت این مطالعه در آن است که بخشی از فعالیت مغز به وسیله نانومواد مولکولی تکرار شده است. ما نشان دادیم که امکان تشکیل شبکه‌های تصادفی مولکولی خود به تنهایی می‌تواند هوش مصنوعی شبه نورونی را ایجاد کند.»

اکتشافات اخیر این گروه می تواند به ایجاد تجهیزات شبه نورونی در آینده کمک کند.

☑ لینک خبر

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن