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 «مواد کارکردی پیشرفته» (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 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 و هوش مصنوعی
تصویری از کلاهک خیبرشکن و فتاح سوار بر بوستر حاج قاسم
درخواست برای تفکیک زمان پذیرش رشتههای بدون آزمون
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
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.