Срочные новости раздела
Искусственные нейроны смогли продемонстрировать условный рефлекс

Искусственные нейроны смогли продемонстрировать условный рефлекс

Физики создали новый тип искусственных нейронов, которые по принципу работы похожи на синапсы нервных клеток мозга. Они смогли продемонстрировать нечто вроде условного рефлекса. Разработчики надеются, что подобные устройства можно будет применять в сложных нейросетях.

© EPA/Jean-Christophe Bott

“Благодаря синапсам мозг параллельно обрабатывает огромные массивы информации без ошибок и с минимальным расходом энергии. Наш пластиковый транзистор обладает всеми ключевыми особенностями синапсов», – рассказал один из разработчиков, доцент Северо-Западного университета в Эванстоне (США) Джонатан Ривнэй.

В основе работы современных компьютеров лежит дискретная логика – биты могут воспринимать и обрабатывать только нули и единицы. Если и тех, и других достаточно много, это предоставляет практически неограниченные возможности для математических вычислений.

Мозг работает принципиально иначе. В отличие от полупроводниковых вычислительных машин, наши нейроны могут и хранить информацию, и обрабатывать ее, воспринимая множество разнородных аналоговых сигналов. Нервные клетки могут сложным образом суммировать их, а также менять свою чувствительность к отдельным наборам подобных импульсов, по-разному реагируя на те или другие стимулы.

Воспроизвести подобные свойства нейронов физики пытаются с помощью так называемых мемристоров. Сопротивление такого прибора зависит от того, как ток проходил через него до этого. То есть у мемристора есть «память» и способность менять записанные в нем данные. Эти свойства сближают его с нервными окончаниями.

У мемристоров есть множество недостатков: например, они потребляют много энергии и мало совместимы с живыми тканями. Ривнэй и его коллеги на основе органических электрохимических транзисторов создали рукотворный аналог мемристоров без подобных минусов. По словам разработчиков, по своим свойствам это полный искусственный аналог синапсов – места контакта между двумя нервными клетками.

Ключевая особенность синаптических транзисторов заключается в том, что они не теряют записанной информации при отключении электричества. Это происходит благодаря особому полимерному слою, который может запасать в себе ионы. В результате их энергопотребление становится гораздо меньше. Их долговременную память можно использовать для создания сложных цепочек нейронов и их обучения.

Ривнэй и его коллеги успешно использовали набор из подобных транзисторов, чтобы провести своеобразный аналог экспериментов по выработке условных рефлексов, которые в 1897 году проводил основоположник нейрофизиологии Иван Павлов.

Физики подключили к цепочке из нейронов датчики давления и света и следили, смогут ли те “осознать”, что вспышки света всегда сопровождались ударами по датчику давления – подобно тому, как собаки в опытах Павлова начали ассоциировать включение лампочки с появлением новой порции еды.

Разработка достаточно быстро справились с этой задачей. Ученые надеются, что это открывает дорогу для использования синаптических транзисторов в более сложных нейросетях. Ученые предполагают, что подобные наборы транзисторов можно будет использовать не только для создания электроники, которая работает аналогично человеческому мозгу, но и для интеграции подобных систем в живые организмы.

Статья опубликована в журнале Nature Communications    Источник: ИТАР-ТАСС

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Международная группа физиков, в которую вошел руководитель лаборатории оптики спина СПбГУ профессор Алексей Кавокин, впервые экспериментально показала, как в тончайшей одноатомной пленке
подробнее...

Геофизики Санкт-Петербургского государственного университета разработали алгоритм совместной интерпретации двух методов зондирования земли, который позволяет значительно повысить точность инженерных
подробнее...

РИА Новости. Ученые обнаружили ключевой с точки зрения предотвращения рака фермент, который расщепляет циклины — белки, регулирующие клеточный цикл. Авторы исследования установили, что отключение
подробнее...

Исследователи из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук (NIGPAS) и Бристольского университета обнаружили застывшие янтаре окаменелые останки жука-опылителя не
подробнее...

Коллектив биологов из США обнаружил, что индийские прыгающие муравьи  способны  уменьшать размер своего мозга, чтобы занять место матки своей колонии, а также увеличивать его вновь. Такая способность
подробнее...

Международная команда палеонтологов обнаружила в Синцзян-Уйгурском автономном районе на северо-западе Китая самый маленький след стегозавра. Его длина — всего 5,7 сантиметра. Ученые оценивают возраст
подробнее...

В конце долгой эры динозавров, между 100 и 66 миллионами лет назад, крылатые ящеры (птерозавры) достигли своих максимальных размеров. В воздух поднимались крупнейшие в истории Земли летающие животные
подробнее...

Исследователи из Института Вейцмана совместно с коллегами из Лондонского Университета Королевы Марии и Еврейского университета в Иерусалиме раскрыли механизм действия главного переключателя голода в
подробнее...

Ученые НИТУ «МИСиС» в составе международной группы исследователей доказали возможность эффективного взаимодействия между микроволновыми фотонами. В ходе эксперимента исследователи создали условия для
подробнее...

О том, что происходило в момент Большого Взрыва, можно только предполагать и догадываться. Но некоторые из таких догадок могут быть проверены математически, путем проведения сложных компьютерных
подробнее...

Группа ученых из России изучила роль двухцепочечных фрагментов РНК в процессе её созревания. Было показано, что взаимодействие между удаленными участками РНК может регулировать процессы созревания
подробнее...

Исследователи из Токийского столичного университета и Университета Хосэй обнаружили новый вид большой тропической многоножки из рода Scolopendra на японском острове Окинаве и на острове Тайвань. Это
подробнее...

Тропы кочевых муравьев могут пролегать через весьма сложные препятствия в джунглях, а на самых опасных участках пути насекомые образуют защитные сети, которые страхуют собратьев от падения.© Macquarie
подробнее...

Американские ученые показали обратную связь всех конечных точек смертности с содержанием омега-3-полиненасыщенных жирных кислот. Согласно их выводам, более высокие уровни некоторых основных ПНЖК в
подробнее...

Аномальное поведение популяции гренландских китов зафиксировали по пению: вместо ежегодной миграции на юг они остались в Северном ледовитом океане и даже демонстрировали брачные ритуалы. Это необычное
подробнее...

Разрывы ДНК ведут к накоплению мутаций в клетках и являются одной из причин онкологических заболеваний. Восстановление, или, по-научному, репарация ДНК может предотвратить мутации и развитие рака, но
подробнее...

Палеонтологи  описали  окаменевшие останки неизвестного ранее вида птерозавра возрастом около 160 миллионов лет, найденные в геологической формации Тяоцзишань  в провинции Ляонин на северо-западе
подробнее...

Исследователи из СПбГУ и Университета Вены выяснили, что у представителей древней группы мшанок Cyclostomata — колониальных беспозвоночных, обитающих на дне морей и океанов, формируется уникальная
подробнее...