據外媒報道，一種創新的新型人工突觸可能為創造像人類大腦一樣運作的電腦鋪平道路並有望在未來某一天使電子設備能跟我們自己的大腦皮層無縫整合。神經形態計算的目的是模擬出生物大腦工作方式的電子電路，但要讓這些電路像我們的頭蓋骨里生長的東西一樣有效運作以及像腦細胞一樣學習已經被證明是極其困難的。
其中最大的挑戰之一就是互聯互通。在大腦中，突觸將神經元連接在一起並被用來在神經元之間傳遞所謂的「動作電位」。這些是非常低的電荷信息–在80毫伏的區域內。
然而要使計算機的互聯性降低到類似水平卻是一個巨大的障礙。通常，他們會看到1+伏特的電荷。這意味着，構建人工「大腦」的嘗試受到了效率低下的阻礙。
現在，來自馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校的一個研究小組聲稱，他們已經找到了一種人造的神經突觸替代物。在他們對蛋白質納米線的研究中，他們提出了一種神經形態記憶電阻器或「記憶晶體管」的設計，其工作電壓水平跟大腦處於相同的范圍。一項關於這項技術的研究今天發表在《Nature Communications》上。
該蛋白納米線取自馬薩諸塞州立大學阿姆赫斯特分校的微生物學家、這項新研究的合著者Derek Lovely開發的Geobacter細菌。跟硅納米線相比，這種材料在水或體液等液體中表現更加穩定。硅納米線一直是該領域研究人員關注的領域。通過切斷細菌的納米線，他們可以在實驗中使用導電蛋白。
「這是首次一個設備可以在跟大腦相同的電壓水平下工作，」研究的合著者Jun Yao解釋稱，「人們可能甚至不敢希望我們能創造出一種跟大腦中的生物對應物一樣節能的設備，但現在我們有了超低功耗計算能力的現實證據。這是一個概念上的突破，我們認為它將在生物電壓環境下的電子學領域引起大量的探索。」
通過將帶正電荷和負電荷的微小開關脈沖通過憶阻器中的納米線，研究人員得以在內部創建了新的烙印和連接。研究人員稱，這類似於人類大腦的學習方式，能建立起新的連接作為記憶。
然而要使其真正有用，其速度還必須跟生物突觸相匹配。很顯然，人們離製造一個真正的人工大腦還有很長一段路要走，但是Yao和研究第一作者Tianda Fu相信這種技術還存在其他可能的應用，比如更好地監測心率的設備從而為最終的設備鋪平道路。Yao指出，該設備可以跟生物系統中的實際神經元對話。
來源：cnBeta
