Syntetisk synapse efterligner dynamisk hukommelse i menneskelig hjerne

Forskere fra UCLA og Japan har designet en syntetisk synapse til brug i computerudstyr, der efterligner funktionen af ​​synapser i den menneskelige hjerne. Sølvsulfidet, nanoskala synapse, eller "atomkontakt, "demonstrerer både kort- og langtidshukommelse i en grad, der ikke er set før i solid-state-enheder.

I hjernen, synapser er forbindelsen mellem neuroner, der muliggør transmission af elektriske meddelelser fra en neuron til en anden. Efterligner dette, sølvsulfidsynapsen består af to metalelektroder adskilt af et nanoskala mellemrum. I deres undersøgelse, forskerne påførte en spænding, eller "elektrisk besked, "til enheden med to forskellige intervaller - en hvor inputpulsen blev gentaget hvert 20. sekund (lavere gentagelse), den anden, hvor den blev gentaget hvert andet sekund (højere gentagelse).

Ved den lavere gentagelseshastighed, synapsen opnåede en højere ledningstilstand direkte efter hvert input, men den stat forsvandt hurtigt af sig selv. Dette afspejler den kortsigtede plasticitet (STP) af en menneskelig synaps. Ved den højere gentagelse, imidlertid, synapsen opnåede en permanent overgang til en højere ledningstilstand, med succes efterligner den langsigtede potentiering (LTP) mekanisme for en menneskelig synaps.

STP- og LTP -aktiviteten af ​​den syntetiske synapse, siger forskerne, er i overensstemmelse med psykologiske modeller for menneskelig hukommelse- herunder kort- og langtidshukommelse- og kan opnås uden behov for ekstern forprogrammering eller den dårligt skalerbare software, der i øjeblikket bruges i kunstige neurale netværkssystemer.

Forskningen repræsenterer et vigtigt fremskridt i retning af konstruktionen af ​​kunstige neurale systemer, der efterligner egenskaber ved menneskelig hukommelse og kognition og kan have en betydelig indvirkning på det fremtidige design af computerarkitektur.