Nye publikationer
Kunstig intelligens: Der er udviklet en chip, som efterligner hjerneaktivitet
Sidst revideret: 01.07.2025
Alt iLive-indhold gennemgås medie eller kontrolleres for at sikre så meget faktuel nøjagtighed som muligt.
Vi har strenge sourcing retningslinjer og kun link til velrenommerede medie websteder, akademiske forskningsinstitutioner og, når det er muligt, medicinsk peer reviewed undersøgelser. Bemærk at tallene inden for parentes ([1], [2] osv.) Er klikbare links til disse undersøgelser.
Hvis du mener, at noget af vores indhold er unøjagtigt, forældet eller på anden måde tvivlsomt, skal du vælge det og trykke på Ctrl + Enter.
I årtier har forskere drømt om at skabe et computersystem, der kunne kopiere den menneskelige hjernes talent for at lære nye problemer.
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology har nu taget et stort skridt i retning af at nå dette mål ved at udvikle en computerchip, der efterligner den måde, hjernens neuroner tilpasser sig som reaktion på ny information. Dette fænomen, kendt som plasticitet, menes at ligge til grund for mange hjernefunktioner, herunder indlæring og hukommelse.
Med omkring 400 transistorer kan siliciumchippen efterligne aktiviteten af en enkelt hjernesynapse - forbindelsen mellem to neuroner, der letter overførslen af information fra en neuron til en anden. Forskerne forventer, at chippen vil hjælpe neuroforskere med at lære meget mere om, hvordan hjernen fungerer, og den kan også bruges til at udvikle neurale proteser såsom kunstige nethinder, siger projektleder Chi-Sang Poon.
Modellering af synapser
Der er omkring 100 milliarder neuroner i hjernen, som hver især danner synapser med mange andre neuroner. En synapse er rummet mellem to neuroner (præsynaptiske og postsynaptiske neuroner). Den præsynaptiske neuron frigiver neurotransmittere såsom glutamat og GABA, som binder sig til receptorer på cellens postsynaptiske membran og aktiverer ionkanaler. Åbningen og lukningen af disse kanaler får cellens elektriske potentiale til at ændre sig. Hvis potentialet ændrer sig dramatisk nok, udløser cellen en elektrisk impuls kaldet et aktionspotentiale.
Al synaptisk aktivitet afhænger af ionkanaler, som styrer strømmen af ladede ioner såsom natrium, kalium og calcium. Disse kanaler er også centrale i to processer kendt som langtidspotentiering (LTP) og langtidsdepression (LTD), som henholdsvis styrker og svækker synapser.
Forskerne designede deres computerchip, så transistorerne kan efterligne aktiviteten af forskellige ionkanaler. Mens de fleste chips fungerer i en binær tænd/sluk-tilstand, flyder de elektriske strømme på den nye chip gennem transistorerne i en analog tilstand. En gradient af elektrisk potentiale får strømmen til at flyde gennem transistorerne på samme måde, som ioner flyder gennem ionkanaler i en celle.
"Vi kan justere kredsløbets parametre til at fokusere på en bestemt ionkanal," siger Poon. "Nu har vi en måde at fange alle ionprocesser, der sker i en neuron."
Den nye chip repræsenterer "et betydeligt fremskridt i bestræbelserne på at studere biologiske neuroner og synaptisk plasticitet på en CMOS-chip [komplementær metaloxid-halvleder]", siger Dean Buonomano, professor i neurobiologi ved University of California, Los Angeles, og tilføjer, at "niveauet af biologisk realisme er imponerende".
Forskerne planlægger at bruge deres chip til at skabe systemer til simulering af specifikke neurale funktioner, såsom det visuelle behandlingssystem. Sådanne systemer kan være meget hurtigere end digitale computere. Selv højtydende computersystemer tager timer eller dage at simulere simple hjernekredsløb. Med chippens analoge system er simuleringerne hurtigere end i biologiske systemer.
En anden potentiel anvendelse af disse chips er at tilpasse interaktioner med biologiske systemer, såsom kunstige nethinder og hjerner. I fremtiden kan disse chips blive byggesten til kunstig intelligens-enheder, siger Poon.