Nové publikace
Umělá inteligence: byl vyvinut čip, který napodobuje činnost mozku
Naposledy posuzováno: 01.07.2025
Veškerý obsah iLive je lékařsky zkontrolován nebo zkontrolován, aby byla zajištěna co největší věcná přesnost.
Máme přísné pokyny pro získávání zdrojů a pouze odkaz na seriózní mediální stránky, akademické výzkumné instituce a, kdykoli je to možné, i klinicky ověřené studie. Všimněte si, že čísla v závorkách ([1], [2] atd.) Jsou odkazy na tyto studie, na které lze kliknout.
Pokud máte pocit, že některý z našich obsahů je nepřesný, neaktuální nebo jinak sporný, vyberte jej a stiskněte klávesu Ctrl + Enter.
Vědci po celá desetiletí snili o vytvoření počítačového systému, který by dokázal replikovat talent lidského mozku učit se novým problémům.
Vědci z Massachusettského technologického institutu nyní učinili významný krok k dosažení tohoto cíle vývojem počítačového čipu, který napodobuje způsob, jakým se mozkové neurony adaptují v reakci na nové informace. Tento jev, známý jako plasticita, je pravděpodobně základem mnoha mozkových funkcí, včetně učení a paměti.
S přibližně 400 tranzistory dokáže křemíkový čip napodobit aktivitu jediné mozkové synapse – spojení mezi dvěma neurony, které usnadňuje přenos informací z jednoho neuronu na druhý. Vědci očekávají, že čip pomůže neurovědcům dozvědět se mnohem více o tom, jak mozek funguje, a mohl by být také použit k vývoji nervových protéz, jako jsou umělé sítnice, říká vedoucí projektu Chi-Sang Poon.
Modelování synapsí
V mozku se nachází přibližně 100 miliard neuronů, z nichž každý vytváří synapse s mnoha dalšími neurony. Synapse je prostor mezi dvěma neurony (presynaptickými a postsynaptickými neurony). Presynaptický neuron uvolňuje neurotransmitery, jako je glutamát a GABA, které se vážou na receptory na postsynaptické membráně buňky a aktivují iontové kanály. Otevírání a zavírání těchto kanálů způsobuje změnu elektrického potenciálu buňky. Pokud se potenciál změní dostatečně dramaticky, buňka vyvolá elektrický impuls zvaný akční potenciál.
Veškerá synaptická aktivita závisí na iontových kanálech, které řídí tok nabitých iontů, jako je sodík, draslík a vápník. Tyto kanály jsou také klíčové ve dvou procesech známých jako dlouhodobá potenciace (LTP) a dlouhodobá deprese (LTD), které posilují, respektive oslabují synapse.
Vědci navrhli svůj počítačový čip tak, aby tranzistory mohly napodobovat aktivitu různých iontových kanálů. Zatímco většina čipů pracuje v binárním režimu zapnuto/vypnuto, elektrické proudy na novém čipu protékají tranzistory v analogovém režimu. Gradient elektrického potenciálu způsobuje, že proud protéká tranzistory stejným způsobem, jako ionty protékají iontovými kanály v buňce.
„Můžeme vyladit parametry obvodu tak, aby se zaměřil na konkrétní iontový kanál,“ říká Poon. „Nyní máme způsob, jak zachytit každý iontový proces, který probíhá v neuronu.“
Nový čip představuje „významný pokrok ve snaze studovat biologické neurony a synaptické plasticity na CMOS [komplementárním kov-oxid-polovodičovém] čipu,“ říká Dean Buonomano, profesor neurobiologie na Kalifornské univerzitě v Los Angeles, a dodává, že „úroveň biologického realismu je působivá.“
Vědci plánují použít svůj čip k vytvoření systémů pro simulaci specifických nervových funkcí, jako je například systém vizuálního zpracování. Takové systémy by mohly být mnohem rychlejší než digitální počítače. Dokonce i vysoce výkonným počítačovým systémům trvá simulace jednoduchých mozkových obvodů hodiny nebo dny. Díky analogovému systému čipu jsou simulace rychlejší než v biologických systémech.
Dalším potenciálním využitím těchto čipů je přizpůsobení interakcí s biologickými systémy, jako jsou umělé sítnice a mozky. V budoucnu by se tyto čipy mohly stát stavebními kameny pro zařízení s umělou inteligencí, říká Poon.