Исследователи из Университета Цинхуа в Китае разработали революционную нейроморфную вычислительную архитектуру, которая точно имитирует структуру дендритов и синапсов биологического мозга. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Electronics.
Для реализации этой системы использовались уникальные многозатворные кремниевые нанопроволочные транзисторы с ионно-легированными пленками, полученными методом золь-гель. Пленка была спроектирована таким образом, чтобы имитировать дендритные ветви, позволяя легированным ионам перемещаться подобно ионам в нейронных отростках. В то же время ток внутри транзистора модулировался аналогично изменениям потенциала действия (нейронного сигнала) на мембране дендрита.
Созданное устройство, названное дендристором, демонстрирует нелинейные свойства и избирательность направления. В отличие от большинства ранее представленных нейроморфных устройств, которые преимущественно имитировали процессы синаптического обучения и генерацию потенциалов действия, в данном исследовании дендриты рассматривались как сложные структуры передачи сигналов, что позволило ученым учитывать их уникальную морфологию.
Кроме того, была представлена искусственная система с тихими синапсами, где активация синаптических входов происходит только при достижении определенного порога. Это улучшает способность системы различать направления движущихся стимулов, что аналогично процессу в сетчатке и зрительной коре.
Результаты данного исследования могут открыть новые возможности для проектирования нейроморфных систем на основе полупроводниковых устройств. В частности, предложенный дизайн, вдохновленный структурой мозга, может способствовать разработке новых устройств и инструментов искусственного интеллекта, потребляющих меньше энергии.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/07/05/sozdany-iskusstvennye-dendrity-mozga/
