Исследователи Нижегородского государственного университета имени Лобачевского (ННГУ) создали прототип биоподобного нейрона на базе микроэлектронных мемристоров. Устройство воспроизводит электрическую активность нервных клеток с высокой энергоэффективностью и быстродействием, максимально приближаясь к природным аналогам. Мемристоры выполняют роль ионных каналов, передавая сигналы и имитируя динамику мозговых клеток, сообщили в пресс-службе вуза.
Уникальность мемристоров заключается в их способности функционировать как нейроны и синапсы одновременно. Это открывает возможности для создания ключевых элементов искусственных нейросетей, которые могут использоваться в миниатюрных нейроинтерфейсах. Такие интерфейсы способны как расширять, так и восстанавливать утраченные функции биологических нейронных сетей.
Авторы исследования считают, что мемристоры помогут ускорить регенерацию повреждённых нейронов. Они могут обрабатывать мозговые сигналы и стимулировать активность нервных клеток в режиме реального времени.
Иван Кипелкин, младший научный сотрудник лаборатории стохастических мультистабильных систем ННГУ, отметил, что использование нейрочипа с десятками таких нейронов особенно перспективно для восстановления спинного мозга. Высокая скорость обработки сигналов позволяет мемристорам не только поддерживать повреждённые нейронные сети, но и предсказывать приступы эпилепсии, предотвращая вспышки патологической активности.
Мемристорный нейрон был создан на основе упрощённой математической модели, что делает возможным разработку более эффективных и экономичных аппаратных реализаций. Разработка прототипов ведётся в лаборатории мемристорной наноэлектроники ННГУ в сотрудничестве с НИИИС имени Ю.Е. Седакова и АО «НИИМЭ».
Как пояснил Кипелкин, качество мемристоров нижегородских учёных соответствует мировому уровню, а теоретические модели сразу проверяются экспериментально. Следующий этап работы включает создание нейросети из 28 мемристорных нейронов на одном чипе для моделирования функциональности спинного мозга.
Ранее сообщалось, что нижегородские ученые создали эквивалент кожи для лечения ран.
Фото: пресс-служба ННГУ
