تقلید شبکه‌های نانوسیمی از ساختار مغز

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ توانایی قدرتمند مغز برای پردازش اطلاعات تا حد زیادی به شبکه‌ای از اتصالات ایجاد شده توسط نورون‌ها و سیناپس‌ها نسبت داده می‌شود. در حالی که ما بسیاری از عملکرد مغز را درک می‌کنیم، برخی از جنبه ها، مانند عملکرد‌های شناختی بالاتر مانند یادگیری و حافظه، درک نشده باقی می‌مانند.
نوعی فناوری نانو با عنوان شبکه‌های نانوسیم (NWNs) از سیم‌ های نقره ‌ای با رسانایی بالا ساخته می‌شوند که با چشم مسلح قابل رویت نیستند و با مواد پلاستیکی پوشانده شده و به صورت شبکه ‌ای شکل می ‌گیرند. نانوسیم‌ها خود به خود جمع شده و شبکه‌ای پویا و پیچیده را تشکیل می‌دهند که حافظه و پردازش را مشابه آنچه در مغز مشاهده می‌شود، یکپارچه می‌کند.
اکنون، یک تیم بین‌المللی به رهبری محققان دانشگاه سیدنی، ثابت کرده‌اند که شبکه‌های نانوسیم چقدر شبیه مغز انسان است. یکی از محققان این مطالعه گفت: این شبکه نانوسیم مانند یک شبکه عصبی مصنوعی است، زیرا نانوسیم‌ها مانند نورون‌ها عمل کرده و مکان‌هایی که با یکدیگر متصل می‌شوند مشابه سیناپس‌ها هستند.
محققان برای اینکه بفهمند شبکه‌های نانوسیم تا چه حد عملکرد شناختی را نشان می‌دهد، نسخه‌ای از آزمایشی را انجام دادند به نام تست n-back که برای ارزیابی حافظه کاری انسان استفاده می‌شود.
برای شبکه‌های نانوسیم، محققان آزمون n-back را به وظایف فرعی قابل اجرا تغییر دادند. برای اجرای این آزمایش، محققان مسیر‌های شبکه‌های نانوسیم را به جایی که می‌خواستند هدایت کردند.
محقق اصلی این مطالعه، گفت: کاری که ما در اینجا انجام دادیم این بود که ولتاژ الکترود‌های انتهایی را دستکاری کردیم تا مسیر‌ها را مجبور به تغییر کنیم، نه اینکه اجازه دهیم شبکه کار خودش را انجام دهد؛ بنابراین ما مسیر‌ها را مجبور کردیم به جایی که می‌خواستیم بروند.
محققان دریافتند؛ هدایت مسیر‌های شبکه‌های نانوسیم ظرفیت و دقت حافظه آن را بهبود می‌بخشد.
این محقق در ادامه افزود: زمانی که آن را پیاده سازی کردیم حافظه آن دقت بسیار بالاتری داشت و واقعاً با گذشت زمان کاهش نیافت، که این موضوع نشان می‌دهد که ما راهی برای تقویت مسیر‌هایی پیدا کرده‌ایم تا آن‌ها را به جایی که می‌خواهیم سوق داده و سپس شبکه آن را به خاطر می‌سپارد.
وی گفت: این موضوع چیزی شبیه تفاوت بین حافظه بلندمدت و حافظه کوتاه‌مدت در مغز ماست. اگر می‌خواهیم چیزی را برای مدت طولانی به خاطر بسپاریم، واقعاً باید به آموزش مغز خود ادامه دهیم تا آن را تثبیت کند، در غیر این صورت به مرور زمان از بین می‌رود. در این تحقیق، ما متوجه شدیم که عملکرد شناختی مرتبه بالاتر که معمولاً با مغز انسان مرتبط است، می‌تواند در سخت افزار غیربیولوژیکی تقلید شود.
شرح کامل این مطالعه در مجله تخصصی Science Advances منتشر شده است.