Alin4kDoDo
Леди
Международная команда исследователей совершила настоящий прорыв в разработке искусственных нейронов. Впервые за десятилетия ученым удалось создать электронные нейроны, которые ведут себя аналогично живым клеткам мозга.
Над созданием искусственных нейронов ученые бились годами. Сложность заключалась не только в аппаратной реализации миниатюрного устройства, но и в самой конструкции нейрона. Исследователям пришлось разрабатывать сложные математические модели, способные контролировать нелинейную электрическую активность, похожую на ту, что происходит в живых нейронах.
“Наш подход сочетает в себе несколько прорывов. Во-первых, мы научились очень точно оценивать параметры, которые контролируют поведение любых нейронов. Во-вторых, мы создали физические модели аппаратного обеспечения и продемонстрировали его способность успешно имитировать поведение реальных живых нейронов. Третьим прорывом является универсальность нашей модели, которая позволяет имитировать различные типы и функции сложных нейронов млекопитающих”, - объясняет Ален Ногарет, профессор Университета Бата и глава проекта.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, демонстрируются два вида кремниевых искусственных нейронов - дыхательные и гиппокампальные. В обоих случаях искусственные нейроны действуют аналогично своим живым биологическим аналогам.
Например, с помощью искусственных нейронов можно создать умный кардиостимулятор, который не только стимулирует сердечные сокращения, но также взаимодействует с живыми нейронами в основании мозга, предохраняя пользователя от сердечной недостаточности.
Еще один вариант предполагает установку искусственных нейронов в живые нейронные цепи мозга, поврежденные нейродегенеративными заболеваниями, вроде болезни Альцгеймера. По сути, ученые смогут собирать по частям медленно распадающийся мозг, заменяя разрушенные биологические клетки кремниевыми нейронами. Это по-настоящему невероятно.
“До сих пор нейроны были похожи на черные ящики, но нам удалось открыть такой черный ящик и заглянуть внутрь,” - объясняет профессор Ногарет.
К слову, медицинским применением дело не ограничивается. Ведь в более отдаленной перспективе эта технология позволит расширить возможности человеческого мозга и объединить нервную систему человека с электронными компонентами. Футуролог Google Рэй Курцвейл уже давно предсказывает, что к 2045 году человечество научится переносить сознание человека на электронный носитель. Искусственные нейроны - важный шаг на пути к этому будущему.
Конечно, прежде чем технология начнет применяться клинически, пройдет не один год. Впереди еще множество испытаний и улучшений. Но совершенно неоспорим тот факт, что это исследование является колоссальным шагом вперед для всего человечества.
Над созданием искусственных нейронов ученые бились годами. Сложность заключалась не только в аппаратной реализации миниатюрного устройства, но и в самой конструкции нейрона. Исследователям пришлось разрабатывать сложные математические модели, способные контролировать нелинейную электрическую активность, похожую на ту, что происходит в живых нейронах.
“Наш подход сочетает в себе несколько прорывов. Во-первых, мы научились очень точно оценивать параметры, которые контролируют поведение любых нейронов. Во-вторых, мы создали физические модели аппаратного обеспечения и продемонстрировали его способность успешно имитировать поведение реальных живых нейронов. Третьим прорывом является универсальность нашей модели, которая позволяет имитировать различные типы и функции сложных нейронов млекопитающих”, - объясняет Ален Ногарет, профессор Университета Бата и глава проекта.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, демонстрируются два вида кремниевых искусственных нейронов - дыхательные и гиппокампальные. В обоих случаях искусственные нейроны действуют аналогично своим живым биологическим аналогам.
Почему это важно
По словам Джулиана Патона, соавтора исследования, такая универсальность открывает огромные возможности для создания интеллектуальных медицинских устройств.Например, с помощью искусственных нейронов можно создать умный кардиостимулятор, который не только стимулирует сердечные сокращения, но также взаимодействует с живыми нейронами в основании мозга, предохраняя пользователя от сердечной недостаточности.
Еще один вариант предполагает установку искусственных нейронов в живые нейронные цепи мозга, поврежденные нейродегенеративными заболеваниями, вроде болезни Альцгеймера. По сути, ученые смогут собирать по частям медленно распадающийся мозг, заменяя разрушенные биологические клетки кремниевыми нейронами. Это по-настоящему невероятно.
“До сих пор нейроны были похожи на черные ящики, но нам удалось открыть такой черный ящик и заглянуть внутрь,” - объясняет профессор Ногарет.
К слову, медицинским применением дело не ограничивается. Ведь в более отдаленной перспективе эта технология позволит расширить возможности человеческого мозга и объединить нервную систему человека с электронными компонентами. Футуролог Google Рэй Курцвейл уже давно предсказывает, что к 2045 году человечество научится переносить сознание человека на электронный носитель. Искусственные нейроны - важный шаг на пути к этому будущему.
Конечно, прежде чем технология начнет применяться клинически, пройдет не один год. Впереди еще множество испытаний и улучшений. Но совершенно неоспорим тот факт, что это исследование является колоссальным шагом вперед для всего человечества.
