Концепция создания мозга "на чипе" ученые нижегородского университета предложили еще в 2020 году. Для этого они соединили живую систему нервных клеток с искусственную нейронную сеть на основе мемристоров, полупроводниковых аналоговых приборов, обладающих памятью, запоминающих нагрузку и реагирующих на электрическое воздействие.
- Принцип их действия очень похож на принцип запоминания информации живыми нейронами. Ведь синапсы нейрона тоже меняют свою пропускную способность в зависимости от того, какой сигнал проходит через них, - пояснил в интервью RT заведующий лабораторией мемристорной наноэлектроники научно-образовательного центра "Физика твердотельных наноструктур" ННГУ Алексей Михайлов.
Суть разработки в том, добавил ученый, что информация не только хранится, но и обрабатывается в одном месте - так происходит в нейронах. И этот принцип реализован и в мемристорах. В отличие от классического компьютера, где есть отдельно процессор, отдельно память, а между ними постоянно идет обмен данными, который требует затрат энергии, мемристоры сами хранят и обрабатывают информацию.
Работа была частью проекта Российского научного фонда (РНФ). Ученым было необходимо создать такую искусственную сеть, чтобы она и классифицировала отклик живых клеток на внешние стимулы, и помогала живой клеточной культуре адаптироваться к собственным изменениям.
Кроме того, в ННГУ ведется работа по созданию прототипа искусственного гиппокампа, части человеческого мозга, отвечающего за память. Здесь идет изучение особых нейронов, отвечающих за узнавание определенных образов. Специалистам уже удалось объяснить такую избирательность в математических формулах. Теперь с помощью мемристоров можно воспроизвести этот принцип "в железе" и реализовать физическую модель гиппокампа.
- Во-первых, с ее помощью мы сможем лучше понять, как работают наш мозг и его определенные структуры. В будущем на этих технологиях будет основана масса технических продуктов и решений. Например, можно будет ускорить работу нейросетей и искусственного интеллекта, повысить их эффективность. Плюс такие устройства на мемристорах будут более компактными и энергоэффективными, чем традиционные кремниевые чипы. Совсем в далекой перспективе такие системы смогут замещать структуры человеческого мозга при неврологических заболеваниях, - добавил Михайлов.