Физики из США близки к созданию полного искусственного аналога мозга
Ученые из Национального института стандартов и технологий США создали первый полноценный аналог синапсов клеток головного мозга, используя сверхпроводники и наборы магнитов, что открывает дорогу для создания сложных сетей из миллионов и миллиардов искусственных нейронов, передает РИА Новости со ссылкой на журнал Science Advances.
- Созданные нами синапсы требуют меньше энергии для своей работы, чем их человеческие аналоги, и пока, насколько я знаю, не существует ни одного другого проекта аналогичного рода, который бы мог бы работать в таком режиме, — заявил Майкл Шнайдер из Национального института стандартов и технологий США в Боулдере.
Синапсы, или нервные окончания, представляют собой особые структуры на поверхности нервных клеток, которые позволяют им передавать информацию в соседние нейроны, обмениваясь с ними особыми молекулами-нейротрансмиттерами.
Ученые обратились за помощью за помощью к двум областям физики, крайне далеким от нейрофизиологии – сверхпроводникам и квантовым технологиям.
Основой их киберсинапса выступает так называемый переход Джозефсона – кольцо из сверхпроводникового материала, разорванное в одной точке и разделенное на две части вставкой из изолирующего материала. Электроны, как обнаружили ученые еще в 1973 году, могут «перепрыгивать» эту вставку благодаря квантовому туннелированию, и их число при этом очень сильно зависит от того, есть ли в окрестностях подобного разрыва источники магнитных полей. Американские ученые усовершенствовали разработку.
Это свойство сегодня часто используется при создании сверхчувствительных датчиков магнетизма и квантовых компьютеров, и ученые задумались, нельзя ли его применить для создания структуры, имитирующей работу синапса. Для реализации этой идеи ученые заполнили пустое пространство в "петле" каждого перехода Джозефсона особыми наночастицами из марганца, обладающими необычными магнитными свойствами.
Открытие позволит в будущем создавать сверхсложные нейросетей и нейроморфные чипов, не уступающих в сложности мозгу человека.
