Naujos publikacijos
Dirbtinis intelektas: sukurtas lustas, imituojantis smegenų veiklą
Paskutinį kartą peržiūrėta: 01.07.2025
Visas „iLive“ turinys yra peržiūrėtas medicinoje arba tikrinamas, kad būtų užtikrintas kuo didesnis faktinis tikslumas.
Mes turime griežtas įsigijimo gaires ir susiejamos tik su geros reputacijos žiniasklaidos svetainėmis, akademinių tyrimų institucijomis ir, jei įmanoma, medicininiu požiūriu peržiūrimais tyrimais. Atkreipkite dėmesį, kad skliausteliuose ([1], [2] ir tt) esantys numeriai yra paspaudžiami nuorodos į šias studijas.
Jei manote, kad bet koks mūsų turinys yra netikslus, pasenęs arba kitaip abejotinas, pasirinkite jį ir paspauskite Ctrl + Enter.
Dešimtmečius mokslininkai svajojo sukurti kompiuterinę sistemą, kuri galėtų atkartoti žmogaus smegenų talentą mokytis naujų problemų.
Masačusetso technologijos instituto mokslininkai žengė svarbų žingsnį siekdami šio tikslo, sukurdami kompiuterio lustą, kuris imituoja smegenų neuronų prisitaikymą prie naujos informacijos. Manoma, kad šis reiškinys, žinomas kaip plastiškumas, yra daugelio smegenų funkcijų, įskaitant mokymąsi ir atmintį, pagrindas.
Turėdamas apie 400 tranzistorių, silicio lustas gali imituoti vienos smegenų sinapsės – jungties tarp dviejų neuronų, kuri palengvina informacijos perdavimą iš vieno neurono į kitą – aktyvumą. Tyrėjai tikisi, kad lustas padės neurologams daug daugiau sužinoti apie smegenų veikimą ir taip pat galėtų būti naudojamas kuriant neuroninius protezus, tokius kaip dirbtinės tinklainės, sako projekto vadovas Chi-Sang Poonas.
Sinapsių modeliavimas
Smegenyse yra apie 100 milijardų neuronų, kurių kiekvienas sudaro sinapses su daugeliu kitų neuronų. Sinapsė yra erdvė tarp dviejų neuronų (presinapsinių ir posinapsinių neuronų). Presinapsinis neuronas išskiria neurotransmiterius, tokius kaip glutamatas ir GABA, kurie jungiasi prie receptorių ląstelės posinapsinėje membranoje, aktyvuodami jonų kanalus. Šių kanalų atidarymas ir uždarymas sukelia ląstelės elektrinio potencialo pokytį. Jei potencialas pakankamai smarkiai pasikeičia, ląstelė išsiunčia elektrinį impulsą, vadinamą veikimo potencialu.
Visas sinapsinis aktyvumas priklauso nuo jonų kanalų, kurie kontroliuoja įkrautų jonų, tokių kaip natris, kalis ir kalcis, srautą. Šie kanalai taip pat yra pagrindiniai dviejuose procesuose, vadinamuose ilgalaike potenciacija (LTP) ir ilgalaike depresija (LTD), kurie atitinkamai stiprina ir silpnina sinapses.
Mokslininkai sukūrė savo kompiuterio lustą taip, kad tranzistoriai galėtų imituoti skirtingų jonų kanalų aktyvumą. Nors dauguma lustų veikia dvejetainiu įjungimo/išjungimo režimu, naujojo lusto elektros srovės teka per tranzistorius analoginiu režimu. Elektrinio potencialo gradientas priverčia srovę tekėti per tranzistorius taip pat, kaip jonai teka per jonų kanalus ląstelėje.
„Galime reguliuoti grandinės parametrus, kad sutelktume dėmesį į konkretų jonų kanalą“, – sako Poonas. „Dabar turime būdą užfiksuoti kiekvieną jonų procesą, vykstantį neurone.“
Naujasis lustas yra „reikšminga pažanga tiriant biologinius neuronus ir sinapsinį plastiškumą CMOS [komplementarinio metalo oksido puslaidininkio] luste“, – teigia Kalifornijos universiteto Los Andžele neurobiologijos profesorius Deanas Buonomano, pridurdamas, kad „biologinio realizmo lygis yra įspūdingas“.
Mokslininkai planuoja panaudoti savo lustą kurdami sistemas, skirtas specifinėms neuroninėms funkcijoms, tokioms kaip vaizdo apdorojimo sistema, imituoti. Tokios sistemos galėtų būti daug greitesnės nei skaitmeniniai kompiuteriai. Net ir didelio našumo kompiuterinės sistemos užtrunka valandas ar dienas, kad imituotų paprastas smegenų grandines. Naudojant lusto analoginę sistemą, modeliavimas yra greitesnis nei biologinėse sistemose.
Kitas šių lustų panaudojimo potencialas – pritaikyti sąveiką su biologinėmis sistemomis, tokiomis kaip dirbtinės tinklainės ir smegenys. Ateityje šie lustai galėtų tapti dirbtinio intelekto įrenginių statybiniais blokais, sako Poonas.