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脑细胞、人工神经元和计算机网络实现异地互联
2020-02-28
    【美国科学日报网站2020年2月26日报道】大脑的功能是由神经元组成的回路实现的,这些神经元通过微小但高度复杂的环节棗突触棗连接在一起。在发表在科学期刊《自然?#31185;学报告》上的这项新研究中,科学家们创建了一个混合神经网络,在这个网络中,世界不同地区的生物和人工神经元能够通过使用尖端纳米技术制造的人工突触中枢,在互联网上相互交流。这是三个组件第一次在一个统一的网络中走到一起。

    在这项研究中,意大利帕多瓦大学的研究人员在他们的实验室中培养了大鼠神经元,而瑞士苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院的合作伙伴在硅微芯片上制备了人工神经元。这个虚拟实验室通过英国南安普敦大学开发的一个控制纳米电子突触的复杂装置整合在一起,这些突触装置被称为忆阻器。

    南安普敦大学的研究人员捕捉到意大利生物神经元通过互联网发送的脉冲信号,然后将它们分发给记忆突触。然后,反应以脉冲活动的形式被发送到苏黎世的人工神经元。这一过程也同时反向进行,从苏黎世传到帕多瓦。因此,人工神经元和生物神经元能够双向实时交流。

    南安普敦大学纳米技术教授兼电子前沿中心主任西米斯?#26222;罗德罗姆基斯说:?#36827;行这类研究的最大挑战之一,就是在这一水平上整合这种独特的尖端技术和专业知识,而这种技术和专业知识通常分布在不同地域。通过创建一个虚拟实验室,我们已经能够做到这一点。?

    研究人员现在预计,他们的方法将激发一系列学科专家的兴趣,并加快神经接口研究领域的创新和科学进步的步伐。特别是,无缝连接全球不同技术的能力是这些技术走向民主化的一步,消除了合作的一个重大障碍。

    普罗德罗姆基斯教授补充道:?#25105;们对这一新发展感到非常兴奋。一方面,它为一个在自然进化过程中从未遇到过的新场景奠定了基础,在这个场景中,生物和人工神经元连接在一起,并通过全球网络进行交流,为神经电子网络奠定基础。另一方面,它为神经假体技术带来了新的前景,为用人工智能芯片取代大脑功能失调部分的研究铺平了道路。?

    这项研究由欧盟未来和新兴技术项目以及英国工程和物理科学研究委员会资助。普罗德罗姆基斯教授专注于开发高能效人工智能硬件解决方案,拥有皇家工程学院新兴技术讲席教授身份。(中国船舶工业综合技术经济研究院 丁宏)

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