آخرين بروزرساني اين مطلب:
February 11, 2009 2:10 PM
دانشمندان به اميد سنجش آنچه كه در مغز مي گذرد و در نهايت درمان نابينايي و صرع، مغز را به وسيله ي الكترودهاي فلزي به كامپيوتر متصل كرده اند. درآينده، واسط بين مغز و سيستم هاي مصنوعي مي تواند بر اساس سلول هاي عصبي باشد كه براي بر آوردن اين هدف توليد شده اند.
به گزارش خبرگزاري برق، الكترونيك و كامپيوتر ايران (الكترونيوز) ، در تحقيقي كه اخيرا روي جلد مجله ي Nature Physics نمايان شد، پروفسور اليشا موزز از بخش فيزيك سيستم هاي مختلط و دانشجويان سابق وي، دكتر اوفر فينرمن و آساف روتم اولين قدم را در اين مسير با توليد مدارها و گيت هاي منطقي ساخته شده از عصب هاي زنده ي توليد شده در آزمايشگاه برداشتند.
زماني كه نورون ها (سلول هاي عصبي مغز) در آزمايشگاه توليد مي شوند، تشكيل شبكه هاي "متفكر" مختلط نمي دهند. موزز، فينرمن و روتم از خود پرسيدند كه آيا ساختار فيزيكي اين شبكه ي عصبي مي تواند بگونه اي طراحي شود كه بيشتر شبيه مغز باشد. براي ساده كردن كارها، آنها شبكه ي عصبي نمونه اي را در يك بعد، تنها با وادار كردن نورون ها به رشد در امتداد شيار ايجاد شده روي يك صفحه ي شيشه اي توليد كردند. اين دانشمندان دريافتند كه مي توانند اين سلول هاي عصبي را به وسيله ي يك ميدان مغناطيسي تحريك كنند (در مقايسه با ساير سيستم هاي نوروني آزمايشگاهي كه تنها به الكتريسيته واكنش نشان مي دهند).
با آزمايش هاي بيشتر با آرايش خطي، اين گروه دريافت كه با تغيير ضخامت نوار نوروني، كيفيت ارسال سيگنال ها تحت تاثير قرار گرفت. سلول هاي عصبي در مغز به تعداد بسيار زيادي از ساير سلول ها از طريق آكسون هاي خود متصل اند و آنها بايد كمترين تعداد سيگنال ها را دريافت كنند قبل از اينكه پاسخي ارسال نمايند. اين پژوهشگران ضخامت آستانه را شناسايي كردند، چيزي كه امكان توسعه ي حدود 100 آكسون را ميسر كرد. در كمتر از اين تعداد، شانس پاسخ پايين بود، در حالي كه كمي بيشتر از اين تعداد، شانس انتقال سيگنال بشدت افزايش يافت.
اين دانشمندان سپس با استفاده از دو نوار باريك از 100 آكسون يك گيت منطقي شبيه آنچه كه در كامپيوتر الكترونيكي وجود دارد ساختند. هر دوي اين "سيمها" به تعداد كمي از سلول هاي عصبي متصل بودند. زماني كه اين سلول ها سيگنالي را از طريق يكي از سيم ها دريافت كردند، نتيجه نامعلوم بود اما سيگنالي كه از طريق هر دو سيم بطور هم زمان فرستاده شد مطمئن از دريافت پاسخ بود. اين نوع ساختار به عنوان يك گيت AND شناخته مي شود.
ساختار بعدي كه اين تيم ساخت اندكي پيچيده تر بود: مثلث هايي كه از نوارهاي نوروني تشكيل شده بودند در يك رديف به ترتيب قرار گرفتند به طريقي كه آكسون ها را وادار به توسعه و ارسال سيگنال ها تنها در يك جهت كرد. سپس تعدادي از اين اشكال مجزا در يك حلقه به هم متصل شدند تا يك مدار را ايجاد كنند. قطع و وصل منظم سيگنال هاي عصبي در مدار، آن را تبديل به ساعت بيولوژيكي يا دستگاه تنظيم كننده ي ضربان قلب كرد.
موزز گفت: "ما توانستيم در يك سامانه ي پيچيده، سادگي ايجاد كنيم. حال مي توانيم بپرسيم: سلولهاي عصبي آزمايشگاهي چه چيزي احتياج دارند تا بتوانند محاسبات پيچيده را انجام دهند؟ با يافتن پاسخ ها، ما به درك شرايطي كه براي ايجاد دستگاه "متفكر" نوروني مصنوعي مورد نيازند، نزديكتر مي شويم."
|
