Ερευνητές έρχονται ένα βήμα πιο κοντά στην κατασκευή απομίμησης του ανθρώπινου εγκεφάλου!

Μια ομάδα φυσικών από το Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης στην Ολλανδία και το Πανεπιστήμιο Sogang στη Νότια Κορέα κατασκεύασαν μια τεχνητή σύναψη, το βιολογικό θεμέλιο της ικανότητας του ανθρώπινου εγκεφάλου να σκέφτεται και να επιχειρηματολογεί. Έχουν γίνει πολλές προσπάθειες να αναπαραχθεί ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλός μας επεξεργάζεται πολύπλοκες πληροφορίες, αλλά συνήθως βασίζονται στο πυρίτιο και το μέταλλο. Η σύναψη που σχεδίασαν οι ερευνητές, ωστόσο, χρησιμοποιεί απλά το νερό και το αλάτι, ακριβώς όπως ο εγκέφαλός μας.

Οι σημερινοί δυαδικοί υπολογιστές είναι απίστευτα γρήγοροι στα μαθηματικά και στην απόδοση γραφικών, αλλά η πραγματική σκέψη αποτελεί πρόκληση. Τα τελευταία συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης, όπως το ChatGPT και το Gemini, μπορούν να δώσουν μια καλή εντύπωση κριτικής σκέψης, αλλά στην ουσία είναι ισχυρές αριθμομηχανές λέξεων. Μια σύναψη που λειτουργεί στο ίδιο μέσο με τον ανθρώπινο εγκέφαλο έχει προβάδισμα όταν θέλουμε να αναπαράγουμε τη λειτουργικότητά της.

Η συσκευή αυτής της μελέτης είναι γνωστή ως ιοντρονικό memristor. Είναι μικροσκοπικό, με διαστάσεις μεταξύ 150 και 200 μικρομέτρων, δηλαδή λίγο φαρδύτερο από τη μέση ανθρώπινη τρίχα. Το memristor έχει ένα μικροκανάλι σε σχήμα κώνου, το οποίο περιέχει ένα διάλυμα άλατος (χλωριούχο κάλιο) διαλυμένο σε νερό. Όταν η συσκευή λαμβάνει ένα ηλεκτρικό σήμα, τα ιόντα στο νερό κινούνται προς τα πάνω στο κανάλι, αλλάζοντας έτσι την πυκνότητα των ιόντων και την αγωγιμότητα του καναλιού.

Τόσο η ένταση όσο και η διάρκεια του ηλεκτρικού παλμού επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται η αγωγιμότητα του μεμριστόρ. Η ερευνητική ομάδα αναφέρει ότι αυτό αντικατοπτρίζει αποτελεσματικά τον τρόπο με τον οποίο οι συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων στις διασταυρώσεις των συνάψεων μπορούν να μετατοπιστούν καθώς ο εγκέφαλος αναδεύεται για να δημιουργήσει συνειδητή σκέψη. Οι ερευνητές σημειώνουν επίσης ότι τα διαφορετικά μήκη καναλιών μπορούν να επιμηκύνουν ή να συντομεύσουν τον χρόνο που απαιτείται για να εξισωθούν οι επαγόμενες αλλαγές φορτίου. Επομένως, μπορεί να είναι δυνατή η δημιουργία διαφορετικών τύπων καναλιών για διάφορες υπολογιστικές εργασίες. Και πάλι, αυτό αντικατοπτρίζει τον τρόπο με τον οποίο είναι τοποθετημένες οι συνάψεις στον εγκέφαλο.

Επικεφαλής της έρευνας ήταν ο διδακτορικός ερευνητής του Πανεπιστημίου της Ουτρέχτης, Tim Kamsma, ο οποίος άρχισε να εργάζεται για να περιγράψει τις θεωρητικές δυνατότητες του ιοντρονικού memristor του μόλις πρόσφατα. Ο Kamsma ήρθε σε επαφή με μια ομάδα του Πανεπιστημίου Sogang που ενδιαφερόταν να κάνει τη θεωρία πράξη και άρχισε αμέσως να προσπαθεί να κατασκευάσει το memristor του Kamsma. Παραδόξως, χρειάστηκαν μόνο λίγοι μήνες για να αναπτυχθεί η μικροσκοπική συσκευή και να αποδειχθεί ότι συμπεριφερόταν σχεδόν όπως είχε προβλέψει ο Kamsma.

Η ομάδα δεν μπορεί να εκτελέσει κανέναν φανταχτερό υπολογισμό ή να μελετήσει το νόημα της ζωής με την τεχνητή σύναψη, αλλά αυτό δεν μπορεί να γίνει ούτε με μια απλή βιολογική σύναψη. Ωστόσο, αυτό μπορεί να είναι ένα κρίσιμο βήμα προς την κατασκευή υπολογιστών που λειτουργούν με τις ίδιες αρχές όπως ο ανθρώπινος εγκέφαλος.

[via]