به گزارش ثریا - تیمی از پژوهشگران مؤسسه فیزیک مدرن آکادمی علوم چین و دانشگاه لانژو موفق شدهاند با بهرهگیری از نانوکانالهای زیستالهام، شواهد تجربی ارزشمندی درباره سازوکارهای حافظه در مغز بهدست آورند. نتایج این پژوهش که در نشریه معتبر Advanced Functional Materials منتشر شده، توجه جامعه علمی را به خود جلب کرده است؛ چراکه پلی میان علوم اعصاب، فناورینانو و محاسبات الهامگرفته از مغز ایجاد میکند.
یادگیری و حافظه انسان ریشه در شبکهای بسیار پویا از سیناپسهای عصبی دارد. این اتصالهای ظریف، همچون کلیدهایی هوشمند، سیگنالها را منتقل میکنند و همزمان بهطور مداوم بازآرایی میشوند. همین پویایی است که امکان رمزگذاری، ذخیره و بازیابی اطلاعات را فراهم کرده و پایه زیستی شناخت و سازگاری رفتاری را شکل میدهد. در واقع، مغز با تکیه بر این سیناپسها قادر است با مصرف انرژی بسیار اندک، محاسباتی فوقالعاده پیچیده انجام دهد.
در سامانه عصبی زیستی، سیناپسها رفتاری مشابه «مِمریستور»ها دارند؛ عناصری که میتوانند همزمان وظیفه پردازش و ذخیره اطلاعات را انجام دهند. این قابلیت از طریق جابهجایی کنترلشده یونها و انتقالدهندههای عصبی در نانوکانالها محقق میشود. تنظیم پویای قدرت اتصال سیناپسی بر اساس فعالیتهای پیشین، همان رازی است که مغز را به کارآمدترین سامانه محاسباتی شناختهشده تبدیل کرده است. بازتولید این ویژگی در سامانههای مصنوعی، بهویژه در محیطهای مایع، یکی از اهداف کلیدی پژوهشهای نوین در حوزه رابط مغز و رایانه و محاسبات نورومورفیک زیستی به شمار میرود.
در این مطالعه، پژوهشگران موفق شدند اثر مِمریستیو را در نانوکانالهای زیستالهام با استفاده از دو سازوکار تحریک متمایز بهصورت تجربی نشان دهند. سازوکار نخست، اثر غربالگری یونهای دوظرفیتی مانند منیزیم و کلسیم است و سازوکار دوم، فرایند برداشت پروتون تحت تأثیر تغییرات اسیدیته محیط. این دو مکانیسم، نقش مهمی در کنترل انتقال یونها درون نانوکانالها ایفا میکنند.
برای ساخت این نانوکانالها، تیم تحقیقاتی از تأسیسات میکروپرتوی تکیونی در مرکز پژوهش یونهای سنگین لانژو بهره برده است. نانوحفرههای زیستالهام ایجادشده، بهواسطه ترکیب شکست تقارن در انتقال یون و اثرات سطحی درون کانالها، ویژگیهای هیسترزیسی شاخصی از خود نشان میدهند. این رفتار هیسترزیسی، همان مشخصهای است که مِمریستورها را به عناصر حافظهدار تبدیل میکند.
نکته قابل توجه آن است که این مِمریستور نانوسیالی، تنها یک نمونه آزمایشگاهی ساده نیست، بلکه میتواند چندین ویژگی کلیدی حافظه زیستی را شبیهسازی کند. از جمله این ویژگیها میتوان به تقویت کوتاهمدت و بلندمدت سیگنالها اشاره کرد؛ پدیدههایی که در علوم اعصاب بهعنوان پایههای اصلی یادگیری شناخته میشوند. افزون بر این، عملکردهایی مانند تسهیل ضربه جفتی و تضعیف ضربه جفتی که از رفتارهای مهم سیناپسی هستند، در این سامانه مصنوعی بازآفرینی شدهاند.
پژوهشگران همچنین نشان دادهاند که میتوان وزنهای سیناپسی را بهصورت پویا در این سامانه کدگذاری کرد. این قابلیت، یکی از ارکان اصلی رفتارهای یادگیری تطبیقی در سامانههای نورومورفیک محسوب میشود. برای ارزیابی کاربرد عملی این دستاورد، تیم تحقیقاتی یک شبکه عصبی مصنوعی سهلایه برای تشخیص الگو طراحی کرده است.
این شبکه عصبی با استفاده از مجموعهداده ارقام دستنویس آموزش داده شد و در مرحله آزمون، به دقت تشخیص ۹۴٫۶ درصد دست یافت؛ عددی که با عملکرد بسیاری از سیناپسهای مِمریستوری حالتجامد قابل رقابت است. این نتیجه نشان میدهد که مِمریستورهای نانوسیالی زیستالهام، نهتنها از نظر مفهومی، بلکه از منظر کارایی نیز ظرفیت بالایی برای کاربرد در سامانههای هوش مصنوعی نسل آینده دارند.
به نقل از ستاد نانو، به باور پژوهشگران، اهمیت این کار تنها به حوزه محاسبات نورومورفیک محدود نمیشود. این نانوکانالها میتوانند بهعنوان ابزاری تجربی برای مطالعه عمیقتر سازوکارهای حافظه در مغز بهکار روند و درک ما از نحوه شکلگیری و تغییر خاطرات را گسترش دهند. چنین دانشی، در بلندمدت میتواند پیامدهای گستردهای برای علوم اعصاب، پزشکی عصبی و توسعه رابطهای پیشرفته میان مغز و ماشین داشته باشد.
منبع : علوم اعصاب
پذیرش برگزیدگان المپیادهای جغرافیا و علوم زمین بدون کنکور ابلاغ شد
نتایج آزمون صلاحیت گروه پرستاری سال ۱۴۰۵ اعلام شد
جزئیات آزمون مرحله انفرادی هجدهمین المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی
دفترچه انتخاب رشته آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ منتشر شد
آغاز انتخاب رشته داوطلبان مجاز آزمون کارشناسیارشد سال ۱۴۰۵ از امروز
سینمای زیرزمینی ایران بررسی شد؛ از بحران بازنمایی تا اقتصاد نامرئی
روایت دبیر انجمن سرود کانون پرورش فکری از برگزاری یک جشنواره ملی
«حبیبی یا نبی»؛ نغمهای برای پیامبر رحمت
ریدلی اسکات با «ستاره های سگی» بدترین فیلمش را ساخت
«کوری» از پروندههای قضایی تا ممیزی؛ این سریال مروج مشروبات الکلی است؟
رازهایی که در یک کشو پنهان است؛ چه کسی دستخط قاتل را تقلید کرد؟
برای پویایی صنف باید صدای جوانها را جدی گرفت؛ سکوت معنا دارد
نسخه ویژه نابینایان «روزی روزگاری» منتشر میشود
وقتی مستند، حافظه میراث ملی را بیدار میکند
ایرانیخوانی نمایشنامه «تاجماه» برگزار شد
«رویای نیمه شب» و ضرورت ساخت آثار تلویزیونی با موضوع مهدویت
وقف رقیب اقتصاد کشور نیست
بیستمین آزمون سراسری قرآن پس از وقفه ای طولانی برگزار میشود
دانشمندی که هنوز رازهایش کشف نشده است؛ کیمیای رازی در تاریخ علم
تجلیل از ۴۵ چهره شاخص در اولین دوره جایزه جهانی دیپلماسی فرهنگی
تاسیس ۱۳ مؤسسه جدید فرهنگی قرآن و عترت
برگزاری آزمون بخش معارفی چهل و نهمین دوره مسابقات سراسری قرآن اوقاف
شرقشناسی بدون ایرانشناسی، امکان یا امتناع؟
متن نوبتدهی آرایشگاه برای عید؛ نمونههایی برای جذب مخاطب
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
راهنمای ثبتنام پذیرفتهشدگان دکتری دانشگاه علامه طباطبائی اعلام شد
پایان رویای «تنگه ترامپ» و غروب توهمات طاغوت روزگار در اعماق خلیج فارس
بهنام تشکر کارآگاه علوی جدید شد
برگزاری بزرگداشت ابن سینا با حضور اندیشمندان ایرانی و خارجی
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
تلقی رایج از موسسات خیریه غلط است؛ انتشار نخستین گزارش زیست بوم خیریه
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
آیا بین «امر تاریخی» و «امر ایمانی» می توان تمایزی مفهومی ایجاد کرد؟
ابنشهرآشوب روایات را دستکاری میکرد؟
تشخیص زودهنگام سرطان سینه با طراحی یک نانوزیستحسگر در دانشگاه تهران
استکبار جهانی به زبالهدان تاریخ میپیوندد؛ خونخواهی رهبر شهید حق ماست
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
جدیدترین تصویر از آیت الله سیستانی
صعود دانشجوی دانشگاه آزاد به بام ایران با یاد دانشمند شهید دکتر طهرانچی +عکس
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حمله هکرهای ایرانی یک واحد تولید برق را در انگلیس تعطیل کرد
شکایت آمریکا از تیک تاک با ۴۰۰ میلیون دلار تسویه شد
واکنش قالیباف به جنگ اقتصادی ترامپ و داردستهاش+عکس
کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد
کلید اولیه آزمونهای سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
مسجد سوخته کوی نصر بازسازی و افتتاح شد
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
افتخارآفرینی دانشآموزان ایرانی در رقابت بینالمللی نوآوری فیزیک مالزی
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
بحارالانوار گردآوری جهتدار احادیث نیست؛ مجلسی و شکل دهی جامعه شیعه
ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام میشود/ کلاسها حتما حضوری است
نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود
پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور
خدمات مرکز مشاوره دانشگاه علم و صنعت حضوری شد
ثبتنام ۴ هزارنفر در فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی/اعلام ظرفیت خالی
کوانتوم در آستانه تجاریسازی/ ۵ حوزهای که کوانتوم در حال تغییر آنهاست
توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس
اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریهپرداز دانشگاه الزهرا(س)
تکلیف افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی و دندانپزشکی تا سال ۱۴۰۴ مشخص شد
کاظمی: فرهنگ ایثار و شهادت، مزیت رقابتی ما در برابر دنیای استکبار است
واکنش سید عباس عراقچی وزیر امور خارجه به ادعای کمرشکنترین عملیات اقتصادی تاریخ
«لباس شخصی»سراغ یک پرونده امنیتی رفت
۵ نمایشنامه از ۵ درامنویس زن خوانده میشود
شکست «ددپول و ولورین» توسط «اودیسه»؛ رایان رینولدز تبریک گفت!
حجت الاسلام قمی: «مسجد» محور جامعه مبعوث است
بازگشت عمو پورنگ پس از ۵ سال به سیما
حجتالاسلام قمی: مسجد باید پرچمدار حرکت مؤمنان و جامعهسازی باشد
حجت الاسلام قمی: مسجد محدود به اقامه نماز نیست
حکمرانی شبکهای امام هادی(ع) در زندان و منشور کلامی زیارت جامعه کبیره
از سامرای محاصرهشده تا عصر غیبت/روایت راهبرد امام عسکری(ع) برای شیعه
فیلمساز ایرانی داور جشنواره یونانی شد
سفر «سندرم بلوغ» به انگلیس
«سیاوش» به هیچ نهادی وابسته نیست؛ هزینهها کاملا شخصی است!
شنیدن زمزمه عود و تمبک در آلبومی که به خواهر تقدیم شد
کلید اولیه آزمونهای سراسری و پذیرش دانشجو معلم سال ۱۴۰۵ منتشر شد
کلید اولیه ۵ آزمون علوم پزشکی منتشر شد
نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود
پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور
آغاز کلاسهای نیمسال اول دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور
حمایت مجری معروف اخبار عراق، از خلیج فارس+عکس
حجت الاسلام قمی: مسجد محدود به اقامه نماز نیست
بازگشت عمو پورنگ پس از ۵ سال به سیما
برگزاری جشنهای میلاد پیامبر مهربانیها با محوریت خونخواهی رهبر شهید
حجتالاسلام قمی: مسجد باید پرچمدار حرکت مؤمنان و جامعهسازی باشد
حجت الاسلام قمی: «مسجد» محور جامعه مبعوث است
ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام میشود/ کلاسها حتما حضوری است
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
تجربههای جهانی بازسازی پساجنگ در ۱۲ جلد کتاب
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
رجبی دوانی: نیازمند «انقلابی درون انقلاب» هستیم
توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
دانشگاهها با ورزش تابآوری دانشجویان را تقویت کنند
جزئیات فصل جدید یک رویداد موسیقایی؛ وقتی موسیقی از تهران خارج میشود
واکنش سید عباس عراقچی وزیر امور خارجه به ادعای کمرشکنترین عملیات اقتصادی تاریخ
«لباس شخصی»سراغ یک پرونده امنیتی رفت
اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریهپرداز دانشگاه الزهرا(س)
شکست «ددپول و ولورین» توسط «اودیسه»؛ رایان رینولدز تبریک گفت!
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
حکمرانی شبکهای امام هادی(ع) در زندان و منشور کلامی زیارت جامعه کبیره
کاظمی: فرهنگ ایثار و شهادت، مزیت رقابتی ما در برابر دنیای استکبار است
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.