مثير للإعجاب

يهدف العلماء إلى تقليد كفاءة طاقة دماغ الإنسان باستخدام الخلايا العصبية فائقة التوصيل

يهدف العلماء إلى تقليد كفاءة طاقة دماغ الإنسان باستخدام الخلايا العصبية فائقة التوصيل

أدمغتنا هي أعضاء معقدة بشكل لا يصدق ، لدرجة أنها بعيدة كل البعد عن الفهم الكامل للعلم الحديث.

شيء واحد نعرفه هو أن الدماغ البشري هو جهاز حوسبة فعال بشكل لا يصدق - إنه يعمل بسرعة أبطأ بكثير من المعالجات الدقيقة الحديثة بينما لا يزال يقوم بمليارات الحسابات في الثانية.

الآن ، يحاول علماء الكمبيوتر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نسخ كفاءة الحوسبة للدماغ البشري باستخدام الشبكات العصبية المصنوعة من الأسلاك النانوية فائقة التوصيل.

ذات صلة: النقاط الرئيسية من عرض نيورالينك لإيلون ماسك: حل أمراض الدماغ والتخفيف من خطر الإصابة بالأنفلونزا

"الكمبيوتر" في رؤوسنا

وفقًا لـ MIT Tech Review ، فإن أدمغتنا تعمل بالطاقة أكثر بقليل من "وعاء من العصيدة" ، في حين أن أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم "تستخدم طاقة أكبر من المدن الكبيرة."

على الرغم من ذلك ، تسمح لنا كفاءة الحوسبة المذهلة للدماغ بالسير والتحدث والتفكير وما إلى ذلك.

منذ فترة ، كان علماء الكمبيوتر يتطلعون إلى بناء خلايا عصبية اصطناعية متصلة في شبكات تشبه الدماغ. هذا ، من حيث المبدأ ، من شأنه أن يؤدي إلى زيادة كفاءة الطاقة بشكل ملحوظ.

الشبكات العصبية فائقة التوصيل

صمم إميلي تومي وزملاؤه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خلايا عصبية فائقة التوصيل مصنوعة من أسلاك نانوية. يزعمون أنه اختراق - حيث يُظهر العديد من السلوكيات المماثلة للشبكات العصبية في الدماغ البشري.

من الناحية النظرية ، يتطابق جهاز الباحث مع كفاءة الطاقة في الدماغ ويمكن أن يكون "لبنة بناء لجيل جديد من الشبكات العصبية فائقة التوصيل التي ستكون أكثر كفاءة بكثير من آلات الحوسبة التقليدية" ، حسبما جاء في بيان MIT الصحفي.

محاكاة واقعية

تقول تومي وزملاؤها إن الأسلاك النانوية فائقة التوصيل لها خاصية غير خطية تمكنها من التصرف مثل الخلايا العصبية البيولوجية الحقيقية.

تنهار الموصلية الفائقة للأسلاك النانوية عندما يتجاوز التيار المتدفق خلالها قيمة عتبة - وهذا يحاكي الطريقة التي لا تطلق بها الخلايا العصبية البيولوجية ما لم تتجاوز إشارة الإدخال مستوى عتبة.

علاوة على ذلك ، عندما تتعطل الموصلية الفائقة للأسلاك النانوية ، تزداد المقاومة فجأة ، مما يخلق نبضًا للجهد يشبه إلى حد كبير جهد الفعل ، أو النبضات الكهربائية ، في الخلايا العصبية - تخلق إمكانات الفعل إشارات الدماغ بشكل فعال.

يؤدي توصيل الأسلاك النانوية بأسلاك أخرى وإنشاء شبكة إلى جعل المحاكاة أكثر واقعية.

مطابقة الدماغ البشري

تدعي مجموعة علماء الكمبيوتر أن شبكتهم العصبية فائقة التوصيل ، من الناحية النظرية ، يمكن أن تضاهي الدماغ البشري في إدارة ما يقرب من 1014 عمليات متشابكة في الثانية لكل واط.

وقالت المجموعة في بيان صحفي لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "يمكن أن تكون الخلايا العصبية النانوية تقنية تنافسية للغاية من منظور القوة والسرعة".

"النتيجة ستكون معالجًا عصبيًا واسع النطاق يمكن تدريبه كشبكة عصبية متصاعدة لأداء مهام مثل التعرف على الأنماط أو استخدامه لمحاكاة ديناميكيات الارتفاع لشبكة كبيرة وواقعية بيولوجيًا" ، كما يقولون.

كما هو الحال دائمًا ، الصبر هو المفتاح: أجهزة الكمبيوتر العملاقة للشبكة العصبية النانوية ليست قريبة من أن تصبح حقيقة ، لكن النتائج تظهر الكثير من الأمل.

لمزيد من المعلومات حول الخلايا العصبية فائقة التوصيل ، ألق نظرة على الورقة البحثية لفريق MIT هنا.


شاهد الفيديو: الإعجاز العلمي في خلايا الدماغ والقلب للدكتور محمد راتب النابلسي (شهر اكتوبر 2021).