據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月22日?qǐng)?bào)道，美國(guó)南加州大學(xué)的研究人員在人造大腦領(lǐng)域獲得一項(xiàng)重要進(jìn)展，他們用碳納米管成功制造出了一個(gè)能模擬大腦突觸功能的電路，可實(shí)現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞的功能，為構(gòu)建人工合成大腦奠定了基礎(chǔ)。研究人員在日前舉行的2011年IEEE/NIH生命科學(xué)系統(tǒng)與應(yīng)用研討會(huì)上公布了這一研究成果。
突觸是神經(jīng)元之間、神經(jīng)元與肌細(xì)胞之間通信的特異性接頭，是形成感覺和思維的關(guān)鍵部位，同時(shí)也是大腦的基本組成部分之一。碳納米管是由六邊形碳環(huán)微結(jié)構(gòu)單元組成的一種納米材料，其直徑比鉛筆芯還要細(xì)100萬(wàn)倍，具有獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，在電路中可作為導(dǎo)體或半導(dǎo)體。由南加州大學(xué)維特比工學(xué)院電子工程系教授艾麗絲·帕克和周崇武(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的這個(gè)研究小組，采用跨學(xué)科的研究方法和納米電路設(shè)計(jì)技術(shù)，成功制造出了能模擬突觸功能的碳納米管電路。 帕克從2006年便開始探討開發(fā)人工大腦的可能性。他說(shuō)：“制造出人工突觸將是整個(gè)過(guò)程的第一步。而人腦中有1000億個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)神經(jīng)元都與至少10000個(gè)突觸相連，如何建立模擬大腦功能的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和連接，是我們下一步更為復(fù)雜的工作。” 帕克表示，未來(lái)幾十年內(nèi)人類或許就能在人造大腦領(lǐng)域獲得重大突破，即便未能實(shí)現(xiàn)，至少也會(huì)開發(fā)出能模擬大腦部分功能的設(shè)備。但無(wú)論怎樣，其中關(guān)鍵的一步在于如何利用邏輯電路來(lái)模擬大腦的可塑性，因?yàn)樵谌祟惖恼麄�(gè)生命過(guò)程中，大腦會(huì)不斷產(chǎn)生新的神經(jīng)元和新的連接，要想通過(guò)電路來(lái)模擬這一過(guò)程將是一個(gè)非常艱巨的任務(wù)。不過(guò)，帕克相信，隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和科學(xué)家對(duì)人腦認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入，不遠(yuǎn)的未來(lái)，我們或許就能用納米技術(shù)對(duì)外傷性腦損傷進(jìn)行治療，另外，也可以用這種技術(shù)制造出更智能更安全的汽車。 論文合著者、南加州大學(xué)維特比工學(xué)院的喬納森·喬希說(shuō)，在該研究的最初階段，跨學(xué)科研究起到了關(guān)鍵作用，經(jīng)常需要不同學(xué)科的多個(gè)工程師同時(shí)投入工作，最終周崇武和他的研究小組提供了理想的納米技術(shù)動(dòng)態(tài)電路。要解決今后面臨的問題同樣還要依靠這樣的合作，才能不斷找到新的解決方案。 |
