2011年4月30日 星期六

人造大腦工程獲新進展用碳納米管仿大腦電路

據美國物理學家組織網4月22日報道,美國南加州大學的研究人員在人造大腦領域獲得一項重要進展,他們用碳納米管成功制造出了一個能模擬大腦突觸功能的電路,可實現神經細胞的功能,為構建人工合成大腦奠定了基礎。研究人員在日前舉行的2011年IEEE/NIH生命科學系統與應用研討會上公布了這一研究成果。


突觸是神經元之間、神經元與肌細胞之間通信的特異性接頭,是形成感覺和思維的關鍵部位,同時也是大腦的基本組成部分之一。碳納米管是由六邊形碳環微結構單元組成的一種納米材料,其直徑比鉛筆芯還要細100萬倍,具有獨特的力學、電學和化學性能,在電路中可作為導體或半導體。由南加州大學維特比工學院電子工程系教授艾麗絲·帕克和周崇武(音譯)領導的這個研究小組,采用跨學科的研究方法和納米電路設計技術,成功制造出了能模擬突觸功能的碳納米管電路。

帕克從2006年便開始探討開發人工大腦的可能性。他說:『制造出人工突觸將是整個過程的第一步。而人腦中有1000億個神經元,每個神經元都與至少10000個突觸相連,如何建立模擬大腦功能的神經結構和連接,是我們下一步更為復雜的工作。』

帕克表示,未來幾十年內人類或許就能在人造大腦領域獲得重大突破,即便未能實現,至少也會開發出能模擬大腦部分功能的設備。但無論怎樣,其中關鍵的一步在於如何利用邏輯電路來模擬大腦的可塑性,因為在人類的整個生命過程中,大腦會不斷產生新的神經元和新的連接,要想通過電路來模擬這一過程將是一個非常艱巨的任務。不過,帕克相信,隨著醫療技術的發展和科學家對人腦認識的進一步深入,不遠的未來,我們或許就能用納米技術對外傷性腦損傷進行治療,另外,也可以用這種技術制造出更智能更安全的汽車。

論文合著者、南加州大學維特比工學院的喬納森·喬希說,在該研究的最初階段,跨學科研究起到了關鍵作用,經常需要不同學科的多個工程師同時投入工作,最終周崇武和他的研究小組提供了理想的納米技術動態電路。要解決今後面臨的問題同樣還要依靠這樣的合作,纔能不斷找到新的解決方案。。

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