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新模型可能会揭示我们的大脑如何工作

研究人员开发了一种由超小型金属线组成的类似大脑的网络,这一进步可能会导致理解大脑计算过程的新方法。作为发表在《科学报告》杂志上的研究的一部分,研究人员使用金属纳米线网络来模拟人脑的电活动,这些活动是记忆,学习和遗忘等过程所特有的。

根据研究人员,包括日本国立材料科学研究所的研究人员,能够执行类脑功能的系统可能会有效地推进脑科学。他们在一份声明中说,虽然已经详细研究了基本的大脑成分,例如神经元及其之间的连接 (突触),但有关大脑作为一个整体的许多问题仍有待回答。

由于活的大脑在实验研究中很难操纵,科学家补充说,大脑仍然是一个 “神秘的器官”。

为了克服这些限制,他们开发了一种能够执行类脑功能的系统,以研究认知过程背后的机制。研究人员使用涂有聚合物绝缘层的银纳米线创建了复杂的脑状网络,两根纳米线之间的连接形成了突触。

根据这项研究,包含大量复杂相互作用的突触元件的纳米线网络形成了 “神经形态网络”。当将电压施加到该网络时,似乎很难找到最佳的电流路径-最高效的电路径。

研究小组测量了电流通过网络时电流通路形成,保留和失活的过程。研究发现,这些过程总是随着过程的进行而波动-类似于人脑的记忆,学习和遗忘过程。

根据科学家的说法,这种波动也类似于大脑变得警觉或恢复平静的过程。研究称,随着网络中大量的突触元素共同工作以优化电流传输,神经形态网络开始模拟类似大脑的功能。

科学家解释说,这是网络中自我组织和新兴动态过程的结果,类似于认知任务中大脑中神经元的功能。基于这些发现,研究人员目前正在开发一种类似大脑的存储设备,该设备的工作原理与当前计算机中使用的原理不同

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