تقلید نحوه ذخیره سازی اطلاعات در مغز به وسیله یک ماده جدید



یک ماده مغناطیسی جدید قادر است مغز را که در طول خواب در آن اتفاق می‌افتد، تقلید کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، پژوهشگران ماده‌ای ابداع کرده‌اند که می‌توان ذخیره‌سازی اطلاعات توسط مغز را تقلید کند. این ماده با کپی کردن سیناپس‌های نورون‌ها کار می‌کند و به آن اجازه می‌دهد کند که در خواب رخ دهد، تقلید کند.

گروه از پژوهشگران دانشگاه خودگردان بارسلونا(UAB)، این ماده مغناطیسی را با استفاده از محاسبات به نام محاسبات نورومورفیک ساختند.

محاسبات نورومورفیک یک مفهوم محاسباتی است که از نورون‌های مصنوعی برای تقلید رفتار مغز و عملکردهای سیناپسی یا سیگنال‌های ارتباطی نورون‌ها استفاده می‌کند.

آنچه در این مطالعه بیان شده است، یکی از تقلیدهای عملکرد مغز، ذهن پذیرای عصبی است که با ذخیره یا فراموش کردن اطلاعات به مدت زمان و تکرار تکانه‌های الکتریکی که نورونها را می‌توانند می‌کنند، گفته می‌شود. این شکل از قابل قبولی با حافظه و مغز در مغز است.

موادی که را تقلید می‌کنند

این گروه پژوهشی مواد را کشف کرده است که رفتار سیناپس‌های عصبی را تقلید می‌کنند. این مواد شامل مواد حافظه‌دار (حافظه الکترونیکی)، فروالکتریک، مواد حافظه‌ای تغییر حالت‌دهنده، عایق‌های توپولوژیکی و مواد مغناطیسی یونی هستند.

این گروه اشاره می کند که مواد مغناطیسی یونی جدیدترین مواد در نوع خود هستند و از تغییرات خواص مغناطیسی که توسط حرکت یونها یا مواد در داخل ماده ایجاد می شود، ایجاد می شود.

این حرکت با میدان الکتریکی به یونها ایجاد می‌شود. پژوهشگران می‌دانند که در مواد مغناطیسی یونی چگونه مغناطیسی در هنگام اعمال میدان الکتریکی کنترل می‌شود، اما کنترل پیشروی خواص مغناطیسی زمانی که ولتاژ می‌شود، می‌شود. این امر تقلید از عملکرد مغز را می‌کند، مانند آن است که حتی زمانی که مغز در خواب است و هیچ حرکت خارجی ندارد، اتفاق می‌افتد.

پژوهش

این مطالعه توسط پژوهشگران دپارتمان دانشگاه خودگردان بارسلونا به نام جوردی سورت(Jordi Sort) و انریک منندز(Enric Menéndez)، با همکاری موسسه پژوهشی فیزیک دیگر به نام های ALBA Synchrotron، موسسه علوم و نانوتکنولوژی کاتالان(ICN2) و موسسه ICMAB انجام شد.

این گروه پژوهشی روش درمانی برای کنترل مغناطیسی در حالت‌های حرکتی و پس از محرک عملکرد مغز پیشنهاد کردند.

در نتیجه، ماده اولیه ایجاد شد که دارای لایه نازکی از مونونیترید کبالت(CoN) بود. زمانی که یک میدان الکتریکی اعمال شد، تجمع یونهای نیتروژن در خط بین لایه و الکترولیت مایع قابل کنترل بود.

پروفسور جوردی سورت می‌گوید: این مواد جدید با حرکت یونی‌هایی که توسط ولتاژ الکتریکی کنترل می‌شوند، به روشی مشابه مغز ما و با سرعت‌هایی مشابه با سرعت‌های تولید شده در نورون‌ها، در حد توان انجام می‌دهند.

وی افزود: ما یک سیناپس ایجاد کرده‌ایم که در آینده ممکن است یک الگوی محاسباتی جدید ایجاد شود، یعنی جایگزینی برای نمونه‌هایی که توسط رایانه‌های فعلی استفاده می‌شود.

پژوهشگران کشف کردند که می‌توانند، فرآیندهایی مانند حافظه، پردازش اطلاعات بازیابی اطلاعات را با اعمال پالس‌های ولتاژ تقلید کنند. همچنین اولین بار می‌توان آنها را کنترل کرد بدون اعمال ولتاژ تقلید کنند.

عامل کنترل مورد استفاده در این مطالعه با اصلاح ضخامت لایه‌های مونونیترید کبالت که سرعت حرکت یونها را تعیین می‌کند و فرکانس پالس‌های ولتاژ ایجاد می‌کند.

تنظیم این مواد می‌دهد تا خواص مغناطیسی هم در هنگام اعمال ولتاژ و هم در هنگام حذف ولتاژ کنترل شود. زمانی که محرک ولتاژ کاهش می‌یابد، بر اساس ماده ضخامت و نحوه اعمال ولتاژ می‌توان مغناطش (قطبی‌سازی مغناطیسی) را افزایش یا کاهش داد.

نتایج پژوهش

توسعه این ماده جدید، وسایلی از امکانات را برای توابع محاسباتی نورومورفیک باز می‌کند و با استفاده از شبکه‌های عصبی در ادراک، حافظه کارایی ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، امکان تقلید عصبی فراهم شده است که پس از حرکت مغز، در طول خواب اتفاق می‌افتد. در حال حاضر، این عملکرد نمی‌تواند توسط هیچ ماده عصبی موجود دیگری تقلید شود.

سورت و منندز می‌گویند: زمانی که ضخامت لایه مونو نیترید کبالت زیر 50 نانومتر و با ولتاژ اعمال شده در فرکانس بیش از 100 چرخه در مکان باشد، ما موفق شده‌ایم یک تابع منطقی را تقلید کنیم.

پژوهشگران به این مطالعه و تقلید از عملکرد مغز اشاره می کنند. آنها می‌گویند زمانی که ولتاژ اعمال می‌شود، دستگاه می‌تواند بدون نیاز به انرژی ورودی با استفاده از عملکردهای سیناپسی که در مغز در طول خواب عمیق انجام می‌شود، می‌شود، بنابراین برنامه‌ریزی می‌شود تا چیزی را یاد بگیریم یا فراموش کنیم و اطلاعات می‌توان بدون اعمال هیچ منبعی را پردازش کرد. خارجی ادامه.

این پژوهش در مجله Materials Horizons منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع