15/03/2020

Ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν το πρώτο λειτουργικό υβριδικό νευρωνικό δίκτυο που συνδυάζει τεχνητούς νευρώνες με οργανικούς

Οι ερευνητές εκτέλεσαν, το κλασικό πείραμα που δείχνει πως εκπαιδεύονται οι νευρώνες του δικτύου με τη μεταφορά πληροφοριών μέσω των συνάψεων τους. Σε ένα κλασικό νευρωνικό δίκτυο, οι διάφοροι νευρώνες “φωτίζονται” ως αντίδραση σε κάποιο ερέθισμα. Με τον καιρό, οι νευρώνες αρχίζουν να φωτίζονται σε πολύ πιο σύντομο χρονικό διάστημα ως απόδειξη ότι προσαρμόζονται και εκπαιδεύονται. Αυτές οι συνάψεις έχουν μελετηθεί σε οργανικά νευρωνικά δίκτυα, όπως στον εγκέφαλο, αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που γίνεται σε δίκτυο με ζωντανούς και τεχνητούς νευρώνες.

Στο πλαίσιο του πειράματος, οι τρεις διαφορετικοί νευρώνες τοποθετήθηκαν σε τρεις διαφορετικές τοποθεσίες και η διασύνδεση μεταξύ τους έγινε μέσω Internet με standard TCP/IP. Ο πρώτος τεχνητός νευρώνας από πυρίτιο τοποθετήθηκε στο εργαστήριο της Ελβετίας, όπου οι ερευνητές τον χρησιμοποίησαν για να στείλουν πληροφορίες στον δεύτερο τεχνητό νευρώνα στο Ηνωμενό Βασίλειο. Η διασύνδεση των δύο τεχνητών νευρώνων πέρασε μέσα από τον τρίτο βιολογικό νευρώνα που βρισκόταν στο εργαστήριο της Ιταλίας, προερχόταν από τον εγκέφαλο ποντικιού και λειτούργησε ως η γέφυρα επικοινωνίας μεταξύ των τεχνητών νευρώνων.

Οι ερευνητές απέδειξαν ότι αυτό το υβριδικό νευρωνικό δίκτυο έχει τη δυνατότητα να εκπαιδευτεί, αν τροποποιηθεί η μέθοδος αποστολής της πληροφορίας, έτσι ώστε ο τεχνητός νευρώνας στο τέλος της αλυσίδας να απαιτεί μικρότερο ή μεγαλύτερο ερέθισμα για να ενεργοποιηθεί. Θεωρητικά, το πείραμα τους θα μπορούσε να μεγαλώσει εκθετικά και με τη χρήση αρκετών τεχνητών “γεφυρωμάτων” που θα μιμούνται τις φυσικές συνάψεις, ίσως μια μέρα να μπορέσουν να προσομοιώσουν ολόκληρες περιοχές του εγκεφάλου.

Οι ερευνητές αναφέρουν στη δημοσίευση τους: "Παρουσιάζουμε ένα δίκτυο τριών νευρώνων εγκεφάλου-πυριτίου, όπου οι συνθετικές συσπάσεις υφίστανται μακροχρόνια δυνατοποίηση ή κατάπτωση που καθοδηγείται από το ρυθμό της νευρωνικής πυροδότησης."

https://www.nature.com/articles/s41598-020-58831-9/

No comments :

Post a Comment