Dirbtinis intelektas: lustas, sukurtas smegenų veikimui imti
Paskutinį kartą peržiūrėta: 18.05.2024
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.
Daugelį dešimtmečių mokslininkai svajojo kurti kompiuterinę sistemą, kuri galėtų atkartoti žmogaus smegenų talentą ieškant naujų iššūkių.
Masačiusetso technologijos instituto mokslininkai jau ėmėsi svarbių žingsnių šio tikslo link, sukūrę kompiuterinę lustą, kuri imituotų smegenų neuronų pritaikymo mechanizmą atsakant į naują informaciją. Šis reiškinys, vadinamas plastiškumu, mokslininkai tiki, kad jie yra daugelio smegenų funkcijų pagrindas, įskaitant mokymąsi ir atmintį.
Apie 400 tranzistorių ir silicio lusto gali imituoti smegenų sinapsės veikla - tarp dviejų neuronų jungtis, kuri prisideda prie informacijos perdavimo iš vieno neurono į kitą. Mokslininkai tikisi, kad šis lustas padės neurologai sužinoti daug daugiau apie smegenis, ir taip pat gali būti naudojami neuroniniai protezavimo prietaisų, tokių kaip dirbtinės tinklainės vystymuisi, sako projekto vadovas Chi Sang Poon.
Sinapsų modeliavimas
Smegenyse yra apie 100 mlrd. Neuronų, kurių kiekvienas sudaro sinapses su daugybe kitų neuronų. Synapse - skirtumas tarp dviejų neuronų (presinepsinių ir postsinaptinių neuronų). Presineaptinis neuronas išskiria neurotransmiterius, tokius kaip glutamatas ir GABA, kurie jungiasi prie receptorių ant ląstelės postsynaptinio membranos, aktyvuojant jonų kanalus. Šių kanalų atidarymas ir uždarymas lemia ląstelės elektros potencialo pasikeitimą. Jei potencialas pakankamai kinta, ląstelė suaktyvina elektrinį impulsą, vadinamą veiksmų potencialu.
Visas sinaptinis aktyvumas priklauso nuo jonų kanalų, kurie kontroliuoja įkrautų jonų srautą, pvz., Natrį, kalį ir kalcią. Šie kanalai taip pat yra svarbūs dviem procesams, vadinamiems ilgalaikiu potencijavimu (LTP) ir ilgalaikiu depresija (LLC), kurie atitinkamai sustiprina ir silpnina sinapses.
Mokslininkai sukūrė savo kompiuterinę mikroschemą, kad tranzistoriai galėtų imituoti įvairių jonų kanalų veiklą. Nors dauguma lustų veikia dvejetainiu režimu - "on / off", elektros srovės į naują lustą srautas per tranzistorius analoginiu režimu. Elektros potencialo gradientas sukelia srautą per tranzistorius tokiu pačiu būdu, kaip jonai patenka per jonų kanalus ląstelėje.
"Mes galime pritaikyti grandinės parametrus koncentracijai į konkretų jonų kanalą," sako Poon. "Dabar mes turime būdą užfiksuoti kiekvieną joninį procesą, kuris vyksta neuronuose".
Naujasis lustas yra "reikšminga pažanga pastangas biologinių neuronų ir sinapsių plastiškumo tyrimo CMOS [papildyti metalo-oksido-puslaidininkio] lustas," sako dekanas Buonomano profesorius neurobiologijos Kalifornijos universiteto Los Andžele ir pridūrė, kad "biologinės realizmo lygis , yra įspūdinga.
Mokslininkai planuoja panaudoti savo lustą, kad sukurtų tam tikrų nervų funkcijų modeliavimo sistemas, tokias kaip vaizdo apdorojimo sistema. Tokios sistemos gali būti daug greičiau nei skaitmeniniai kompiuteriai. Net aukšto našumo kompiuterių sistemose, norint imti paprastas smegenų grandines, reikia valandų ar dienų. Su analogine lustine sistema, modeliavimas yra greitesnis nei biologinėse sistemose.
Kitas galimas šių lustų panaudojimas, sąveikos su biologinėmis sistemomis, pvz., Dirbtinės tinklainės ir smegenų, koregavimas. Ponas sako, kad ateityje šie lustai gali tapti standartiniais dirbtinio intelekto įrenginių blokais.
