Используя углеродные нанотрубки, исследователи создали функционирующий синапс
Инженеры-исследователи из университета Южной Калифорнии добились значительного успеха, применяя нанотехнологии для разработки искусственного мозга. Они создали углеродную нанотрубку по типу структуры синапса, функционирование которой воспроизводит работу нейрона, основного элемента мозга. Команда исследователей во главе с профессором Элис Паркер и профессором Чонгву Джоу с Кафедры Минга Хсиха по проектированию электрических устройств в Школе инженерного дела им. Витерби при университете Южной Калифорнии, применила междисциплинарный подход, объединяя проектирование схем с нанотехнологией с целью решения сложной задачи воспроизводства функций мозга.
В работе, опубликованной в протоколах Конференции по системе биологических наук и их применению в жизни Ассоциации инженеров по электрическим и электронным устройствам (IEEE/NIH 2011 Life Science Systems and Applications Workshop), прошедшей в апреле 2011 года, команда из Школы Витерби подробно описала процесс создания структуры синапса с использованием углеродной нанотрубки. Углеродная нанотрубка представляет собой молекулярную углеродную структуру очень маленького размера, диаметром в миллион раз меньше, чем кончик карандаша. Такие нанотрубки могут использоваться в электронных схемах, действуя в качестве металлического проводника или полупроводника.
«Мы сделали первый необходимый шаг», — говорит Паркер, которая начала изучать возможность развития искусственного мозга в 2006 году. «Мы хотели ответить на вопрос: Возможно ли построить схему, которая будет работать как нейрон? Следующая задача еще более сложная. Как построить из этих схем структуру, которая сможет воспроизводить функции мозга, в котором 100 миллиардов нейронов и 10 000 синапсов на один нейрон?»
Паркер подчеркнула, что на самом деле разработка искусственного мозга или даже функционального участка мозга станет возможной только спустя пару десятков лет, и что следующим препятствием в исследовании является воссоздание гибкости мозга в этих схемах.
«Мозг человека постоянно производит новые нейроны, создает новые связи и изменяется в течение всей жизни, и повторение такого процесса в аналоговой схеме является задачей колоссальной сложности», — говорит Паркер. Она считает, что продолжающееся исследование с целью понимания интеллекта человека будет иметь долгосрочное значение во многих сферах, начиная от разработки протезной нанотехнологии для лечения травм головного мозга до разработки саморегулируемых, безопасных автомобилей, которые бы защищали водителей совершенно новыми способами.
Для Джонатана Джоши, аспиранта в Школе Витерби при университете Южной Калифорнии, который является соавтором работы, такой междисциплинарный подход стал ключевым на пути к первоначальному успеху. По словам Джоши, благодаря сотрудничеству с Джоу и его группой исследователей в области нанотехнологий получилось добиться идеальной динамики в технологии создания схем и нанотехнологии.
«Междисциплинарный подход — единственный эффективный подход. При работе над этим проектом следует объединиться инженерам разного профиля. Чтобы добиться успеха, мы должны постоянно быть в поиске новых технологий», — говорит Джоши.
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
