Российские учёные соединили нейроны головного мозга с помощью искусственных электронных элементов. Эти соединения реалистично воспроизводят свойства естественных контактов между нервными клетками, отвечающие за запоминание и обучение. В будущем подобная технология может интегрировать мозг с компьютером на клеточном уровне.
Напомним, что естественное соединение между нейронами называется синапсом. Запоминание информации связано с увеличением проводимости контактов между нужными нервными клетками. При кратковременном запоминании такой эффект достигается химическим путём (для увеличения проводимости в синапсе выделяется специальное вещество). Чтобы сохранить сведения в долговременной памяти, организм увеличивает число или размер синапсов.
Учёные из Казанского федерального университета (КФУ) в сотрудничестве с итальянскими коллегами создали своего рода искусственный синапс. Эту роль исследователи отвели мемристору. Так называется элемент, который меняет свою проводимость в зависимости от протекающего по нему тока.
Мемристор, сделанный из органических материалов, был разработан в Университете Пармы. Биологи КФУ занимались сращиванием его с живыми нейронами.
Исследователи работали со срезами коры головного мозга животных, помещёнными в искусственную питательную среду. Они соединяли нейроны с помощью мемристоров и изучали, как по ним протекает ток.
"Было показано, что соединение обладает свойствами памяти, оно может менять своё сопротивление в зависимости от активности нейронов", – рассказывает соавтор разработки Рустем Хазипов в материале ТАСС.
Подобная технология может принципиально изменить взаимодействие мозга и компьютера. В решениях, применяемых на сегодняшний день, нет полноценного сращивания электронной и биологической "вычислительных машин". Есть обычный мозг, в который вживлено несколько электродов, соединённых проводами с обычным компьютером. Однако в новой работе достигнута куда более глубокая интеграция: электронные связи между живыми клетками.
"[Это] заявка на создание гибридных нейрональных сетей, в которых используются естественные нейроны, соединённые искусственными синапсами. В дальнейшем может быть создание с использованием той же технологии, но с увеличением количества нейронов, более сложных сетей, которые будут способны, к примеру, решать логические задачи", – заключает Хазипов.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали об использовании мемристоров в искусственных нейронных сетях, а также о том, как подобные сети могут быть сращены с мозгом.
