Созданы первые устройства, имитирующие работу нейронов

Ученые создали электронное устройство, которое работает по принципу синапсов нервных клеток в мозге

Ученые создали электронное устройство, которое работает по принципу синапсов нервных клеток в мозге.

Мемристор – это пассивный элемент в микроэлектронике, который способен изменять свое сопротивление. Кроме того, он обладает свойством гистерезиса – то есть реакция устройства зависит не только от напряжения, которая действует на него в данный момент, но и от того, которое действовало ранее. Таким образом, система, обладающая этим свойством, зависит от собственной истории. Данное явление позволяет использоваться мемристор в качестве ячейки памяти, а также делает его наиболее вероятным кандидатом на роль одного из основных элементов устройств, имитирующих работу человеческого мозга.

Долгое время считалось, что подобный элемент невозможно построить, он существовал только в виде теоретической модели, созданной в 1971 году профессором Леоном Чуа из Университета Беркли. Однако в 2008 году коллектив ученых во главе со Стэнли Уильямсом в исследовательской лаборатории фирмы Hewlett-Packard получил лабораторный образец из диоксида титана.

Сотрудники Университета Мичигана под руководством профессора Вей Лу разработали первые опытные экземпляры, демонстрирующий эту гипотетическую возможность, пишет New Scientist. Команда исследователей использовала для создания мемристора сплав кремния и серебра, соединяющие два металлических электрода. Это соединение, по словам специалистов, имитирует особенности поведения синапсов – контактов между нейронами.

При  передаче нервного импульса в мозге временной интервал между двумя сигналами оказывает влияние на легкость активации нейронов: чем он меньше, тем проще сигналу пройти через синапс. Эксперименты показали, что та же зависимость наблюдается и для сконструированного мемристора: при паузе между сигналами от электрода в 20 миллисекунд сопротивление тока оказалось примерно в 2 раза меньше, чем сопротивление при паузе в 40 миллисекунд.

Следующим шагом ученых будет разработка целых сетей с десятками тысяч мемристоров в качестве соединений между отдельными их компонентами.

Как сообщали ЮГА.ру, ранее бельгийский исследовательский центр IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre – Межвузовский центр микроэлектроники) представил уникальную разработку – микрочип с игольчатыми структурами, которые позволяют обеспечить максимально надежное взаимодействие между электроникой и живыми клетками.