Les réseaux de nanofils peuvent apprendre et se souvenir comme le cerveau humain

Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l’Université de Sydney a testé la capacité du réseau à

Les nanofils effectuent des tâches cognitives complexes caractéristiques d’un système nerveux complexe.L’analyse a montré que les réseaux qui imitent la structure physique du cerveau peuvent apprendre et mémoriser des données.

Pour tester leur réseau, les scientifiques ont utilisé un analogue modifié du problème n-back.Il s’agit d’une expérience populaire utilisée en neurophysiologie et en psychologie pour évaluer la mémoire.Dans le test, le sujet de test est présenté avec une série d’images (test visuel) ou appelé(test auditif), doit indiquer quand un objet particulierrencontré n-pas en arrière. 

Par exemple, une telle tâche pourrait incluredémonstration d'une séquence de lettres, et la personne doit être informée lorsque la même lettre a été rencontrée il y a 1, 2 étapes ou plus. Le score moyen pour la plupart des personnes sur cette tâche est de 7. Cela signifie que la plupart des gens peuvent reconnaître la même image qui est apparue il y a sept étapes.

Les chercheurs ont découvert que le réseau deles nanofils sont également capables de « mémoriser » le point final souhaité dans un circuit électrique sept étapes en arrière. "Nous avons manipulé les tensions des électrodes terminales pour forcer les chemins à changer au lieu de laisser le réseau faire son travail", explique Alon Leffler, co-auteur de l'étude.

Une série d'expériences a montré que sous l'influence externel'exposition au nanoréseau « a appris » et sa mémoire a été « renforcée » : le réseau s'est souvenu des chemins proposés par le scientifique et au fil du temps la connexion formée n'a pas diminué. Cela rappelle le travail d'un réseau synaptique, notent les scientifiques : certaines connexions sont renforcées, d'autres sont affaiblies et, par conséquent, des connexions stables se forment au cours du processus d'apprentissage.

Formation de liens stables dans un réseau de nanofils. Image : Alon Loeffler, Université de Sydney

Les réseaux de nanofils sont un type de nanotechnologiegénéralement constitué de minuscules fils d’argent hautement conducteurs. Invisibles à l’œil nu, des particules recouvertes de matière plastique sont dispersées de manière aléatoire pour former une grille. De par leurs propriétés, ces fils imitent les propriétés physiques du cerveau : un réseau de neurones connectés via des synapses.

L'utilisation de tels réseaux ouvre un largenombre d'applications réelles : par exemple, la création de dispositifs robotiques et de capteurs qui doivent prendre des décisions rapides dans des conditions imprévisibles.

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Couverture : Un réseau de nanofils (à droite) imite les connexions complexes des neurones dans le cerveau (à gauche). Image : Université de Sydney