artadokht
29th September 2011, 11:05 AM
پژوهشگراني از آمريکا و ژاپن يک سيناپس سنتزي براي استفاده در تجهيزات محاسباتي طراحي کرده‌اند که از عملکرد سيناپس‌هاي مغز انسان تقليد مي‌کند. اين سيناپس نانومقياس سولفيد نقره، يا "سوئيچ اتمي" نشانگر درجه‌اي از حافظه کوتاه‌مدت و بلندمدت است که تا پيش از اين در افزاره‌هاي حالت جامد ديده نشده است.
http://www.nano.ir/news/attach/9751.jpg
شمايي از يک سيناپس معدني Ag2S و انتقال سيگنال در يک سيناپس زيست‌شناختي. هنگامي که اتم‌هاي رسوب يافته Ag تشکيل يک پل ندهند، اين سيناپس نانومقياس مانند يک STP کار مي‌کند. بعد از اينکه يک پل اتمي شکل گرفت، مانند يک LTP عمل مي‌کند. در مورد يک سيناپس زيست‌شناختي، آزادسازي انتقالگرهاي عصبي با رسيدن پتانسيل‌هاي کنشي توليد شده با عامل شليک انجام مي‌شود و سپس يک سيگنال در شکل يک پتانسيل سيناپسي منتقل مي‌گردد.
در مغز، سيناپس‌ها محل اتصال بين سلول‌هاي عصبي هستند و انتقال پيام‌هاي الکتريکي را از يک عصب به عصب ديگر ممکن مي‌کنند. اين سيناپس سولفيد نقره، با تقليد از آن، از دو الکترود فلزي که با يک شکاف نانومقياس از هم جدا شده‌اند تشکيل، مي‌شود. اين پژوهشگران در مطالعات‌شان يک ولتاژ، يا يک "پيغام الکتريکي"، را به اين افزاره در دو بازه زماني متفاوت اعمال کردند - يکي که در آن پالس ورودي در هر 20 ثانيه تکرار مي‌شود (تکرار پايين‌تر) ، و ديگري که در هر دو ثانيه تکرار مي‌گردد (تکرار بالاتر) .
در آهنگ تکرار پايين‌تر، اين سيناپس مستقيماً بعد از هر ورودي به يک حالت رسانايي بالاتر مي‌رسد، ولي اين حالت به سرعت به طور خودبه‌خودي از بين مي‌رود. اين وضعيت نشانگر خاصيت شکل‌پذيري کوتاه‌مدت (STP) يک سيناپس انسان است. با اينحال، در آهنگ تکرار بالاتر به طور دائمي به حالت رسانايي بالاتر گذار کرده و به طور موفقيت‌آميزي مکانيسم پتانسيل‌سازي طولاني مدت (LTP) يک سناپس انسان را تقليد مي‌کند.
اين پژوهشگران مي‌گويند که فعاليت STP و LTP اين سيناپس سنتزي با مدل‌هاي روان شناختي از مغز انسان تطابق دارد- که شامل حافظه کوتاه‌مدت و بلندمدت است - و مي‌تواند بدون نياز به پيش برنامه‌دهي بيروني يا نرم‌افزار مقياس‌پذيري که اخيرا در سيستم‌هاي شبکه عصبي مصنوعي استفاده مي‌شود، بدست آيد.
اين پژوهش نشان‌دهنده يک پيشرفت مهم در راستاي ساخت سيستم‌هاي عصبي مصنوعي است که ويژگي‌هاي حافظه و درک انسان را تقليد مي‌کند و مي‌تواند تأثير بسزايي روي طراحي آتي معماري رايانه‌ها داشته باشد.
اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Nature Materials منتشر کرده‌اند.
www.nano.ir (http://www.nano.ir/)
http://www.nano.ir/news/attach/9751.jpg
شمايي از يک سيناپس معدني Ag2S و انتقال سيگنال در يک سيناپس زيست‌شناختي. هنگامي که اتم‌هاي رسوب يافته Ag تشکيل يک پل ندهند، اين سيناپس نانومقياس مانند يک STP کار مي‌کند. بعد از اينکه يک پل اتمي شکل گرفت، مانند يک LTP عمل مي‌کند. در مورد يک سيناپس زيست‌شناختي، آزادسازي انتقالگرهاي عصبي با رسيدن پتانسيل‌هاي کنشي توليد شده با عامل شليک انجام مي‌شود و سپس يک سيگنال در شکل يک پتانسيل سيناپسي منتقل مي‌گردد.
در مغز، سيناپس‌ها محل اتصال بين سلول‌هاي عصبي هستند و انتقال پيام‌هاي الکتريکي را از يک عصب به عصب ديگر ممکن مي‌کنند. اين سيناپس سولفيد نقره، با تقليد از آن، از دو الکترود فلزي که با يک شکاف نانومقياس از هم جدا شده‌اند تشکيل، مي‌شود. اين پژوهشگران در مطالعات‌شان يک ولتاژ، يا يک "پيغام الکتريکي"، را به اين افزاره در دو بازه زماني متفاوت اعمال کردند - يکي که در آن پالس ورودي در هر 20 ثانيه تکرار مي‌شود (تکرار پايين‌تر) ، و ديگري که در هر دو ثانيه تکرار مي‌گردد (تکرار بالاتر) .
در آهنگ تکرار پايين‌تر، اين سيناپس مستقيماً بعد از هر ورودي به يک حالت رسانايي بالاتر مي‌رسد، ولي اين حالت به سرعت به طور خودبه‌خودي از بين مي‌رود. اين وضعيت نشانگر خاصيت شکل‌پذيري کوتاه‌مدت (STP) يک سيناپس انسان است. با اينحال، در آهنگ تکرار بالاتر به طور دائمي به حالت رسانايي بالاتر گذار کرده و به طور موفقيت‌آميزي مکانيسم پتانسيل‌سازي طولاني مدت (LTP) يک سناپس انسان را تقليد مي‌کند.
اين پژوهشگران مي‌گويند که فعاليت STP و LTP اين سيناپس سنتزي با مدل‌هاي روان شناختي از مغز انسان تطابق دارد- که شامل حافظه کوتاه‌مدت و بلندمدت است - و مي‌تواند بدون نياز به پيش برنامه‌دهي بيروني يا نرم‌افزار مقياس‌پذيري که اخيرا در سيستم‌هاي شبکه عصبي مصنوعي استفاده مي‌شود، بدست آيد.
اين پژوهش نشان‌دهنده يک پيشرفت مهم در راستاي ساخت سيستم‌هاي عصبي مصنوعي است که ويژگي‌هاي حافظه و درک انسان را تقليد مي‌کند و مي‌تواند تأثير بسزايي روي طراحي آتي معماري رايانه‌ها داشته باشد.
اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Nature Materials منتشر کرده‌اند.
www.nano.ir (http://www.nano.ir/)