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
زنان بیشترین داوطلبان آزمون سمپاد/ نتایج اوایل مرداد اعلام میشود
سریال جدید «سرخدار» در راه آنتن: عمار تفتی به تلویزیون بازگشت
کشف نشانههای اولیه افسردگی در چشم کودکان
دانشمند ایرانی: مغز ما برای این همه خبر بد طراحی نشده است
تنش در ایستگاه فضایی بالا گرفت: ناسا از فضانوردانش خواست پناه بگیرند
محققان هشدار دادند: ایجاد نقاط داغ آلودگی در تنگه هرمز به دلیل ترافیک دریایی
یکی از این ستارههای دوقلو یک سیاره فراخورشیدی را بلعیده است
میلیاردرهای حوزه فناوری راز جوانی ابدی را کشف کردهاند؟
تصویری از یکی از شهدای کوچک امروز لبنان
وزیر آموزش و پرورش: بهرهبرداری از ۲۰۰ تا ۲۵۰ کلاس درس جدید در خراسان رضوی
معاون تربیتبدنی و سلامت: یک میلیون دانشآموز سفیر ایمنی و کمکهای اولیه شدند
۵۰۰ هزار دانشآموز زیر چتر کارت نشاط قرار گرفتند
آزمون مدارس سمپاد و نمونه دولتی با بیش از نیم میلیون داوطلب برگزار شد
پرداخت حقوق فرهنگیان بدون تاخیر انجام میشود
قصهای خواندنی برای کودکان: وقتی روباه جنگل را بههم ریخت
حسن طهرانیمقدم پدر موشکی ایران چگونه با نمیشودها مبارزه کرد؟
از بچههای میناب تا ناوچه دنا و انستیتو همه در مستندهای جدید جنگی
مهرانه مهین ترابی پس از ۲۳ سال دوری از تئاتر به صحنه باز میگردد
سریالهای جدید برای پخش دوبله شدند
مادران برای کوچکترین شهید کربلا لالایی خواندند
راز زنده ماندن مومنان در برزخ؛ هدایت، مشروط به ولایت است
روایت حدادعادل از ویژگیهای آیت الله مجتبی خامنهای
ماجرای خواندنی دیدار دکتر شریعتی و علامه جعفری
حجت الاسلام پناهیان: شفافیت نامه اخیر رهبری نشانه قدرت جمهوری اسلامی است
تمدید مهلت پذیرش دانشجویان بینالمللی در دانشگاه علامه طباطبائی
قابلیت جدید واتساپ: پیام متنی یکبار قابل مشاهده به واتساپ میآید
شرکت اپل از گران شدن محصولات خود خبر داد
ساماندهی برنامههای هوش مصنوعی با محوریت تولید داخلی
هشدار وزیر علوم: هوش مصنوعی بدون اخلاق، پیشرفتهترین ابزار ظلم میشود
دادگاه در دهلی نو درخواست بازگشایی تلگرام را رد کرد
رشد استفاده از VPN در بعضی کشورهای اروپایی با قوانین جدید
انحصار قدرت و ثروت در الیگارشی اموی: از خلافت تا سلطنت
حجتالاسلام قمی: وحدت یعنی همبستگیِ آرا و سلایق متفاوت حول محور امام
راز زنده ماندن مؤمنان در برزخ تمسک به امام حق و ولی الله الاعظم است
اعلام مجموعههای امتحانی کنکور کارشناسی ارشد ۱۴۰۶
بازخوانی پنج فرمان راهبردی امام رضا (ع) در سلوک عاشورایی
فلسفه اسلامی و غفلت از «باید و نباید»های اجتماعی؛ یک شکاف تاریخی
اقتصاد فقط نان نیست؛ سلاح علی(ع) برای امنیت ملی و استقلال در برابر دشمنان
انتشار آثار میانرشتهای مسئلهمحور؛ اولویت جدید گروه سیاستپژوهی علوم انسانی
تغییر زمان آزمونهای کشوری و دانشگاهی به دلیل مراسم وداع و تشییع رهبر شهید
احیای اخلاق در زندگی فردی و اجتماعی با بازخوانی فلسفه عاشورا
بنی امیه چگونه به قدرت رسید؟/ تبارشناسی ۹۱ سال حکومت استبدادی
دعوت از عاشقان اهل بیت برای شرکت در طرح توسعه حرم امام حسین (ع)
منطقه زینبیه استانبول سیاهپوش محرم شد؛ آغاز برنامه های عزاداری
رئیس سازمان فضایی ایران خبر داد: بهکارگیری ظرفیتهای ویژه ماهوارهای در تشییع رهبر شهید انقلاب
زنگ میراث فرهنگی و موزه در مدارس نواخته میشود
معافیت برخی المپیادها از کنکور و همزمانی آزمونها؛ همچنان چالش اصلی دانشآموزان
قابل توجه دانش آموزان: برنامه جدید امتحانات نهایی اعلام شد+جدول
هشدار به مدارس غیردولتی؛ با هرگونه دریافت شهریه غیرقانونی برخورد میشود
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: اختیار پذیرش دانشجویان به دانشگاهها واگذار شود
حاج اکبر مولایی در اولین شب از ماه محرم آسمانی شد
روایت شیخ حسین انصاریان از سه حقی که خداوند بر انسانها نهاده است
تجمعات خیابانی و مراسم ویژه در میادین تهران برای عزاداری محرم
مصرفگرایی؛ پارادایم فرهنگی که تمام زندگی بشر را تسخیر کرد
شروع برنامه ملی «میناب ۱۵۶»؛ بورسیه تحصیلی برای دانشجویان مستعد کمبرخوردار
علی دایی به دیدار اکبر عبدی رفت+عکس
خروج هواپیماهای سوخترسان آمریکایی از فلسطین اشغالی پس از تفاهم با ایران
امیرحسین مدرس برنامه نغمههای حسینی را به مناسبت ماه محرم اجرا میکند
منوچهر هادی: درآوردن سکانس صدای رئیس جمهور در سریال ۴۸ ساعت وقت گرفت
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) حال و هوای محرمی گرفت
نمایش تابوت عهد در تالار سایه به روی صحنه میرود
پانتهآ پناهیها در نمایش جدید صابر ابر به روی صحنه میرود
زمان تشییع پیکر بهروز رضوی اعلام شد
مساجد پایگاههایی برای شناسایی استعدادهای درخشان
به یاد کودکان میناب در جام جهانی فوتبال
اخلاص و پیامرسانی؛ کلید ماندگاری عاشورا
نگاهی به پیشینه تاریخی ایرانیان در عزاداری محرم
شبکههای اجتماعی برای زیر ۱۶ سالهها ممنوع شد
تمرکز بر امنیت سایبری و تابآوری شبکه در ایام تشییع رهبر شهید
دانشگاه علوم پزشکی تهران رتبه ۷۰۱ جهان را کسب کرد؛ همچنان صدرنشین دانشگاههای ایران
محقق ایرانی پمپ مینیاتوری برای نرم روباتها ابداع کرد
اندیشمندان مسلمان از شهدای کودک میناب میگویند
خبر خوش برای فناوران علوم شناختی؛ حمایت بدون سقف از طرحهای فناوری
دانشجویان میتوانند اعتراض به احکام انضباطی را به وزارت علوم بدهند
وزیر علوم: دانشجویان جدیدالورود احتمالاً از نیمسال دوم وارد دانشگاه میشوند
زمان برگزاری آزمون کارشناسی ارشد ناپیوسته ۱۴۰۵ جابهجا شد
خودروهای خودران بایدو با نام «AmiGo» مجوز فعالیت در شرق سوئیس گرفتند
رقابت سخت منطقهای برای جذب دانشجویان خارجی؛ هشدار دانشگاه امیرکبیر
امضای تفاهمنامه مشترک دانشگاههای صنعتی UT۵ برای تقویت همافزایی
تغییر زمان امتحانات دانشگاهها در ایام تشییع رهبر شهید انقلاب
وزیر علوم: دانشجویان جدیدالورود احتمالاً از نیمسال دوم وارد دانشگاه میشوند
دانشگاه علوم پزشکی تهران رتبه ۷۰۱ جهان را کسب کرد؛ همچنان صدرنشین دانشگاههای ایران
امضای تفاهمنامه مشترک دانشگاههای صنعتی UT۵ برای تقویت همافزایی
حاج اکبر مولایی در اولین شب از ماه محرم آسمانی شد
شروع برنامه ملی «میناب ۱۵۶»؛ بورسیه تحصیلی برای دانشجویان مستعد کمبرخوردار
تغییر زمان امتحانات دانشگاهها در ایام تشییع رهبر شهید انقلاب
زمان برگزاری آزمون کارشناسی ارشد ناپیوسته ۱۴۰۵ جابهجا شد
دانشجویان میتوانند اعتراض به احکام انضباطی را به وزارت علوم بدهند
خودروهای خودران بایدو با نام «AmiGo» مجوز فعالیت در شرق سوئیس گرفتند
تجمعات خیابانی و مراسم ویژه در میادین تهران برای عزاداری محرم
رقابت سخت منطقهای برای جذب دانشجویان خارجی؛ هشدار دانشگاه امیرکبیر
نگاهی به پیشینه تاریخی ایرانیان در عزاداری محرم
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: اختیار پذیرش دانشجویان به دانشگاهها واگذار شود
منوچهر هادی: درآوردن سکانس صدای رئیس جمهور در سریال ۴۸ ساعت وقت گرفت
علی دایی به دیدار اکبر عبدی رفت+عکس
محقق ایرانی پمپ مینیاتوری برای نرم روباتها ابداع کرد
خروج هواپیماهای سوخترسان آمریکایی از فلسطین اشغالی پس از تفاهم با ایران
اندیشمندان مسلمان از شهدای کودک میناب میگویند
به یاد کودکان میناب در جام جهانی فوتبال
زنگ میراث فرهنگی و موزه در مدارس نواخته میشود
دعوت از عاشقان اهل بیت برای شرکت در طرح توسعه حرم امام حسین (ع)
منطقه زینبیه استانبول سیاهپوش محرم شد؛ آغاز برنامه های عزاداری
خبر خوش برای فناوران علوم شناختی؛ حمایت بدون سقف از طرحهای فناوری
نمایش تابوت عهد در تالار سایه به روی صحنه میرود
معافیت برخی المپیادها از کنکور و همزمانی آزمونها؛ همچنان چالش اصلی دانشآموزان
تغییر زمان آزمونهای کشوری و دانشگاهی به دلیل مراسم وداع و تشییع رهبر شهید
انتشار آثار میانرشتهای مسئلهمحور؛ اولویت جدید گروه سیاستپژوهی علوم انسانی
شبکههای اجتماعی برای زیر ۱۶ سالهها ممنوع شد
اخلاص و پیامرسانی؛ کلید ماندگاری عاشورا
مساجد پایگاههایی برای شناسایی استعدادهای درخشان
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.