الدماغ النانوي: كيف ستغير التكنولوجيا الثورية مواد المستقبل

أجريت الدراسة الجديدة في معهد برنال التابع لجامعة ليمريك (UL) في أيرلندا.

ابتكر فريق دولي من العلماء نوعًا من المواد العضوية التي تتعلم من سلوكها. تمامًا مثل الدماغ.

ماذا فعل العلماء؟

ابتكر العلماء طبقة من الجزيئات بسمكتيننانومتر. للمقارنة ، هو أنحف من الشعرة بـ 50000 مرة. تكمن خصوصيته في أنه لديه القدرة على تذكر الأحداث أثناء مرور الإلكترونات. نتيجة لذلك ، يتغير احتمال التبديل وقيم حالات التشغيل / الإيقاف باستمرار في المادة الجزيئية. هذا هو ما يوفر بديلاً ثوريًا للمفاتيح الرقمية التقليدية القائمة على السيليكون والتي يمكن تشغيلها أو إيقاف تشغيلها.

مفهوم الدماغ الرقمي. رسم توضيحي: en.freepik.com

عرض فريق البحث المواد الجديدة وخصائصها باستخدام القياسات الكهربائية.

الأيونات والبروتونات والإلكترونات

من خلال الجمع بين النقل السريع للإلكترون مع المزيدمن خلال الارتباط البطيء للبروتونات المحدود بالانتشار ، قلد العلماء السلوك الديناميكي الجديد لنقاط الاشتباك العصبي على المستوى الجزيئي. يوضح المؤلفون في المقالة أن أيونات الكالسيوم أو الناقلات العصبية تعمل بشكل مشابه.

خصوصية أيونات الكالسيوم هي أنها تلعبدور مهم في نقل النبضات العصبية ، انقباض العضلات ، تشارك في عملية تخثر الدم. وإلى جانب ذلك ، فهي عوامل مساعدة للعديد من التفاعلات الأنزيمية. غالبًا ما يستخدم علماء الأمراض مستويات الكالسيوم لإجراء الاختبارات التشخيصية والإنذارية.

مخ. رسم توضيحي: en.freepik.com

يعكس "السلوك" الفريد للمادة أيضًا جميع وظائف المنطق الرياضي اللازمة للتعلم العميق ، وهي مجموعة فرعية من التعلم الآلي داخل الذكاء الاصطناعي.

نجح رد فعل بافلوف أيضًا

اتضح أن المادة تم تقليدها بنجاحسلوك متشابك بافلوفيان مشابه لـ "التحفيز والاستجابة". تذكر أن إيفان بتروفيتش بافلوف ، عالم فيزيولوجي وحائز على جائزة نوبل ، اكتشف أنه يمكن جعل الكلاب والحيوانات الأخرى تستجيب بشكل لا إرادي للمكافآت ، التي أصبحت أيديولوجية التكييف الكلاسيكي.

مفهوم الدماغ الرقمي. رسم توضيحي: en.freepik.com

نتيجة لذلك ، تمكن العلماء من تقليد اللدونةوصلات عصبية متشابكة. هناك يحدث انتقال النبضات العصبية الكهربائية بين خليتين عصبيتين. لطالما عرف الباحثون أن تقنية السيليكون تعمل بشكل مختلف تمامًا عن الدماغ. لهذا السبب استخدم العلماء أنواعًا جديدة من المواد الإلكترونية القائمة على الجزيئات اللينة لتقليد شبكات الكمبيوتر الشبيهة بالدماغ.

لماذا هذا مطلوب؟

وذكر الباحثون أن الأسلوب والجديدستكون المادة مفيدة لتشغيل الأنظمة الجزيئية الديناميكية التي سيتم التحكم فيها بواسطة محفزات أخرى في المستقبل ، مثل الضوء. سيسمح التطوير للمواد المستقبلية (حتى الآن) في المستقبل بتغيير اللدونة والتذكر واتخاذ شكل كائنات أخرى.

"هذه ليست سوى البداية. ويخلص العلماء إلى أننا ننتظر تطوير تقنيات بديلة مستدامة لحل المشكلات الخطيرة في مجال الطاقة والبيئة والصحة.

قراءة المزيد:

عاصفة مغناطيسية على وشك أن تضرب الأرض

أطلق على الخطر الرئيسي للبعثة القمرية "أرتميس"

تم الكشف عن المعنى الحقيقي للتحنيط: طوال هذا الوقت ، كان العلماء على خطأ