فیلم بیشتر »»
کد خبر ۹۲۶۰۳۶
تاریخ انتشار: ۰۶:۳۰ - ۲۳-۰۹-۱۴۰۲
کد ۹۲۶۰۳۶
انتشار: ۰۶:۳۰ - ۲۳-۰۹-۱۴۰۲

ساخت یک بیوکامپیوتر به کمک بافت مغز! (+عکس)

ساخت یک بیوکامپیوتر به کمک بافت مغز! (+عکس)
این دستاورد می‌تواند روزی به ایجاد ریزتراشه‌های سیلیکونی با قابلیت ترکیب با نورون‌ها منتهی شود.

محققان توانستند راهی برای ادغام دو حوزه بیولوژی و الکترونیک پیدا کنند. دستاورد این پژوهش، یک بیوکامپیوتر ترکیبی است که بافت مغز انسان را در آزمایشگاه با مدار‌های معمولی و هوش مصنوعی ترکیب می‌کند.

این سیستم که Brainoware یا مغزافزار نام دارد، در آزمایش محققان صدا‌ها را با دقت ۷۸ درصد تشخیص می‌دهد. این دستاورد می‌تواند روزی به ایجاد ریزتراشه‌های سیلیکونی با قابلیت ترکیب با نورون‌ها منجر شود.

به گزارش دیجیاتو، براساس مقاله منتشرشده در نیچر، سیستم مغزافزار Brainoware خوشه‌های ارگانوئید مغز را با مدار‌های الکترونیکی معمولی ترکیب می‌کند. خوشه‌های ارگانوئید مغز درواقع از سلول‌های بنیادی انسان مشتق می‌شوند و به نوعی یک مغز کوچک پر از نورون هستند.

برای ساختن این مغزافزار، محققان یک ارگانوئید منفرد را روی صفحه‌ای حاوی هزاران الکترود برای اتصال مغز به مدار‌های الکتریکی قرار دادند. این مدار‌ها با ارگانوئید مغز ارتباط گرفتند و اطلاعات ورودی را به الگوی پالس‌های الکتریکی ترجمه کردند.

ترکیب ارگانوئید‌های مغز و وسایل الکترونیکی

ساخت یک بیوکامپیوتر به کمک بافت مغز!

یکی از ارگانوئید‌های مغز در آزمایشگاه (عکس بالا) و اسکن فعالیت نورونی آن (عکس پایین)

مغز انسان بسیار شگفت‌انگیز است. به‌طور متوسط ۸۶ میلیارد نورون و حداکثر یک کوادریلیون سیناپس در مغز وجود دارد. هر نورون به ۱۰۰ هزار نورون دیگر متصل است و دائما نیز با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. در سال ۲۰۱۳، کامپیوتر K Riken، که در آن زمان یکی از قدرتمندترین ابررایانه‌های جهان بود، تلاش کرد تا عملکرد مغز را تقلید کند. با ۸۲۹۴۴ پردازنده و یک پتابایت حافظه، ۴۰ دقیقه طول کشید تا یک ثانیه از فعالیت تنها یک تا دو درصد از مغز انسان را شبیه‌سازی کند.

ساخت یک بیوکامپیوتر به کمک بافت مغز!

در سال‌های اخیر، دانشمندان و مهندسان سعی کرده‌اند با طراحی سخت‌افزار و الگوریتم‌هایی که ساختار و نحوه عملکرد مغز را تقلید می‌کنند، به توانایی‌های مغز دست یابند. این محاسبات به‌عنوان محاسبات نورومورفیک شناخته می‌شود و با وجود پیشرفت‌های اخیر، آموزش شبکه‌های عصبی مصنوعی بسیار زمان‌بر است.

محققان در پژوهش فعلی، ارگانوئید‌های مغزی Brainoware را با استفاده از یک نوع شبکه عصبی مصنوعی به نام محاسبات مخزن به مجموعه‌ای از میکروالکترود‌ها با چگالی بالا متصل کردند. تحریک الکتریکی اطلاعات را به ارگانوئید منتقل می‌کند.

لایه‌های پردازشگر ورودی و خروجی از سخت‌افزار‌های معمولی کامپیوتر استفاده می‌کند. این لایه‌ها باید برای تعامل با ارگانوئید آموزش داده می‌شدند؛ لایه خروجی داده‌های عصبی را می‌خواند و براساس ورودی، اطلاعات را طبقه‌بندی یا پیش‌بینی می‌کرد.

برای آزمایش این سیستم، محققان ۲۴۰ کلیپ صوتی از هشت سخنران را به Brainoware دادند و از آن خواستند صدای یک فرد خاص را شناسایی کند. پس از دو روز آموزش، Brainoware توانست صدای گوینده را با دقت ۷۸ درصد تشخیص دهد.

هنوز محدودیت‌های قابل‌توجهی مانند موضوع زنده‌نگه‌داشتن ارگانوئید‌ها و میزان مصرف انرژی تجهیزات جانبی پیرامون این فناوری وجود دارد، اما با درنظرگرفتن ملاحظات اخلاقی، Brainoware نه تنها برای محاسبات، بلکه برای درک اسرار مغز انسان نیز کاربرد دارد

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر
ارسال به دوستان
محسن رضایی: پاسخ ایران به حملات زیرساختی، تصاعدی و شدید خواهد بود هلال‌احمر: ارائه ۹۳۰۰ خدمت درمانی رایگان به زائران اربعین در عراق دادستان خراسان رضوی: ادعای «سقوط مشهد» در حوادث دی ۱۴۰۴ صحت ندارد رئیس کل دادگستری اصفهان: تکذیب ادعای رسانه‌های معاند درباره اعدام خواهران رحیمی «محدود کردن اختیارات ترامپ در جنگ با ایران» تصویب شد  آموزش و پرورش: امتحانات نهایی پایه‌های یازدهم و دوازدهم در هرمزگان از شنبه سوم مردادماه برقرار است وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار خواهد شد هشدار وزارت خارجه آمریکا به اتباع خود در خاورمیانه: برای لغو پروازها آماده باشید جعل کننده رسیدهای بانکی در مازندران دستگیر شد صدای انفجار در حوالی قشم و لارک  روایتگر جنگ باید زبان حقیقت، حافظ امنیت و پاسدار انسجام ملی باشد انفجارهای شدید جزیره بوبیان کویت را لرزاند کاخ سفید: توافق هسته‌ای با عربستان منوط به عادی‌سازی روابط با اسرائیل است اصابت موشک آمریکایی به ساحل شهر سوزای قشم ترامپ: در حال بررسی حمله گسترده به ایران هستم