Общество

Исследование: ученые смогли «оцифровать» процесс обучения мозга

24 November 2022
260
Sciencedaily

Исследователи из Автономного университета Барселоны разработали магнитный материал с «умными» функциями, который позволяет воспроизводить процесс обучения мозга и обработки информации во время глубокого сна. Заметка о новом изобретении опубликована Sciencedaily.

Как ученым удалось создать такой материал 

Различные философы, от Аристотеля до Томаса Гоббса, полагали, что в будущем человечество сможет воспроизводить рациональное мышление при помощи алгебраических и логических механизмов. 

Судя по всему, мы подошли к этому моменту. 

Мозг взрослого человека содержит более 85 миллиардов нейронов, а в коре головного мозга, которая отвечает за сознание и интеллект, находятся порядка 20% нейронов. 

Нервный импульс от одного нейрона к другому или от нервной клетки к рабочему органу передается с помощью синапса. Это такое особое образование в мозге, где один нейрон соприкасается с другим. Нервные клетки объединяются в нервные сети, а они как раз и занимаются обработкой информации. 

Исследователи смогли воспроизвести процесс обработки информации с помощью искусственного интеллекта. Они создали мононитрид кобальта (всего 50 нанометров!) — магнитный материал, который обладает «умными» функциями. С помощью нейроморфных вычислений они управляли магнетизмом тонкого слоя этого материала. Оказалось, что при подаче напряжения с частотой более 100 циклов в секунду он позволяет создать дополнительную логическую функцию. Подключая и отключая напряжение, устройство можно запрограммировать либо на обучение, либо на «провал в памяти». Все это имитирует синаптические функции, которые происходят в мозге во время глубокого сна, когда обработка информации продолжается без подачи какого-либо внешнего сигнала.

Однако, уточняют исследователи, нейроморфные вычисления позволяют копировать отдельные функции мозга, используя только часть нейронов, а не все 85 миллиардов. 

Что дает это открытие?

Теперь ученые могут с помощью искусственного интеллекта копировать поведение мозга, то есть воспроизводить синапс в цифровом  виде. 

 «Мы разработали искусственный синапс, который в будущем может стать основой новой вычислительной парадигмы, альтернативной той, что используется в современных компьютерах», — говорят профессор-исследователь ICREA Джорди Сорт и профессор Serra Húnter Tenure-track Энрик Менендес.

С применением импульсов напряжения стало возможным с точностью воспроизводить такие процессы, как память, обработка информации, поиск информации и — впервые — обучение. 

Кроме того, открывается целый ряд ранее неизвестных нейроморфных вычислительных функций. Можно будет, например, имитировать нейронное обучение, которое происходит после стимуляции мозга, когда человек крепко спит. Эта функциональность не может быть воспроизведена любым другим типом существующих нейроморфных материалов.

Адаптированный перевод:
команда проекта «Волонтеры рулят»

Иллюстрации
Екатерина Ловягина, участник проекта «Волонтеры рулят»

Подписывайтесь на канал  СПИД.ЦЕНТРа  в Яндекс.Дзене
Google Chrome Firefox Opera