۲۰ مهر ۱۴۰۳
به روز شده در: ۲۰ مهر ۱۴۰۳ - ۱۱:۴۸
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

ارسال به دوستان
خواهر رونالدو با عبا در مسجد (+عکس) هشدار سفارت روسیه در تهران به شهروندان روس با اشاره به اسرائیل سبد معیشت بیش از ۳۶ میلیون تومان شد/ هزینه‌های خوراکی در ماه به ۱۴ میلیون تومان است/حداقل دستمزد کارگران باید چقدر باشد؟ (+ جدول) 11 ماه تاخیر در پرداخت حقوق کارگران آبفای رودبار گیلان / تهدید به اخراج سخنگوی دولت: تحویل اسب زین شده به دولت چهاردهم؟ آنچه تحویل گرفتیم، هر چه هست قطعا پول در آن نیست / راهی جز حمایت از نخبگان نداریم استمرار کاهش اهدای خون تهرانی‌ها/ درخواست از مردم برای مراجعه به پایگاه‌های انتقال خون تحریم جدید اروپا علیه کامیون های ایران / مشکل ویزا و بیمه و ... خودروی جدید تسلا / بدون پدال - بدون فرمان وزش باد شدید در استان‌های شمال شرقی کشور مهم‌ترین سرمایه‌ اسرائیل، اصلاح‌طلبان نیستند! دستگیری ۴ نفر در ارتباط با تولید و توزیع مشروبات الکلی در استان گیلان/ ۱۱ نفر فوت شدند جادوی دست‌های طلایی: از بهترین سیوهای جانلوئیجی بوفون (فیلم) اجرای طرح ترافیک جدید در تهران از سال آینده هوش شگفت‌انگیز این پرنده در تله گذاری (فیلم) پذیرفته شدگان روزانه ارشد ۱۴۰۳ اجازه شرکت در آزمون امسال را ندارند