Мозг на чипе: российские ученые создали микросхему, имитирующую нейроны

Нижегородские ученые разработали электронную систему, которая имитирует работу нервных клеток. Как пишет ИА «Время Н», ключевая особенность — способность перестраивать силу связей между элементами прямо в процессе функционирования, как это происходит в живом мозге. Разработка, представленная пресс-службой ННГУ, может найти применение в робототехнике, биомедицине и нейроинтерфейсах.

В отличие от обычных электронных схем с жестко заданными соединениями, новая разработка нижегородских исследователей воспроизводит пластичность живого мозга. Связь между двумя искусственными нейронами не фиксирована — она усиливается или ослабевает в зависимости от проходящих сигналов. Этот эффект достигается за счет особого элемента, меняющего свое сопротивление под действием импульсов, подобно тому, как меняется контакт между нервными клетками при обучении.

В ходе экспериментов ученые добились нескольких режимов синхронизации: искусственные нейроны подстраивались друг под друга, начинали работать в едином ритме или с разным соотношением частот. При этом вся система потребляет крайне мало энергии — около полутора тысяч пикоджоулей.

Потенциальные сферы применения новой технологии включают создание энергоэффективных устройств для обработки сигналов с датчиков, распознавания образов и робототехники. Особый интерес разработка представляет для биомедицины — нейроинтерфейсов и нейропротезов, которые смогут взаимодействовать с живой нервной тканью.

Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Chaos, Solitons & Fractals, что подтверждает высокий уровень работы и ее значимость для мирового научного сообщества.