Nanovadu tīkli var mācīties un atcerēties tāpat kā cilvēka smadzenes

Starptautiska zinātnieku komanda Sidnejas Universitātes vadībā pārbaudīja tīkla spējas

nanovadi veic sarežģītus kognitīvos uzdevumus, kas raksturīgi sarežģītai nervu sistēmai. Analīze parādīja, ka tīkli, kas atdarina smadzeņu fizisko struktūru, var mācīties un atcerēties datus.

Lai pārbaudītu savu tīklu, zinātnieki izmantojamodificēts n-back problēmas analogs. Šis ir populārs eksperiments, ko izmanto neirozinātnēs un psiholoģijā, lai novērtētu atmiņu. Pārbaudes laikā subjektam, kuram tiek parādīta attēlu sērija (vizuālais tests) vai objektu nosaukumi (dzirdes pārbaude), jānorāda, kad konkrēts objekts tika sastapts pirms n-soļiem. 

Piemēram, šāds uzdevums var ietvertburtu secības demonstrēšana, un personai ir jāpasaka, kad tas pats burts tika sastapts pirms 1, 2 vai vairāk soļiem. Vidējais vērtējums lielākajai daļai cilvēku šajā uzdevumā ir 7. Tas nozīmē, ka lielākā daļa cilvēku var atpazīt to pašu attēlu, kas parādījās pirms septiņiem soļiem.

Pētnieki atklāja, ka tīklsnanovadi spēj arī “atcerēties” vēlamo beigu punktu elektriskā ķēdē septiņus soļus atpakaļ. "Mēs manipulējām ar spaiļu elektrodu spriegumiem, lai piespiestu mainīties ceļiem, nevis ļautu tīklam darīt savu," skaidro pētījuma līdzautors Alons Leflers. 

Eksperimentu sērija parādīja, ka saskaņā ar ārējonanotīkla iedarbība “iemācījās” un tā atmiņa “nostiprinājās”: tīkls atcerējās zinātnieka piedāvātos ceļus un laika gaitā izveidotā saikne nesamazinājās. Tas atgādina sinaptiskā tīkla darbu, atzīmē zinātnieki: daži savienojumi tiek nostiprināti, citi tiek vājināti, un rezultātā mācību procesā veidojas stabili savienojumi. 

Stabilu saišu veidošana nanovadu tīklā. Attēls: Alons Lēflers, Sidnejas Universitāte

Nanovadu tīkli ir nanotehnoloģijas veidsparasti izgatavoti no mazām, ļoti vadošām sudraba stieplēm. Ar neapbruņotu aci neredzamas daļiņas, kas pārklātas ar plastmasas materiālu, tiek nejauši izkliedētas, veidojot režģi. Pateicoties savām īpašībām, šādi vadi imitē smadzeņu fiziskās īpašības: neironu tīklu, kas savienots caur sinapsēm. 

Šādu tīklu izmantošana paver lielureālās pasaules lietojumprogrammu skaits: piemēram, robotizētu ierīču un sensoru izveide, kam nepieciešams ātri pieņemt lēmumus neparedzamos apstākļos.

Lasīt vairāk:

Otrajā dziļākajā zemūdens iegremdē pasaulē bija fotogrāfija

Skatiet, kas notika ar Merkuru, kad tas nokļuva pēc iespējas tuvāk Saulei

Zinātnieki ir gatavi jauno koku atzīt par vecāko pasaulē

Vāks: nanovadu tīkls (pa labi) atdarina smadzeņu neironu sarežģītos savienojumus (pa kreisi). Attēls: Sidnejas Universitāte