Nanodrót-hálózattal sikerült leutánozni az emberi emlékezetet

Egy, a Sydney-i Egyetem tudósai által vezetett nemzetközi kutatócsoport bebizonyította, hogy a nanodrót-hálózatok az emberi agyhoz hasonlóan képesek rövid- és hosszútávú memóriát is felmutatni. Az eredményeket a Science Advances című folyóiratban publikálták – számolt be a Science Daily.

„Ebben a kutatásban azt találtuk, hogy a magasabb rendű kognitív funkciók, amelyeket általában az emberi agyhoz kötünk, utánozhatók nem biológiai hardverrel is” – mondta Dr. Alon Loeffler, a tudóscsoport vezetője. „A munka a korábbi kutatásainkra épül: azt már bemutattuk, hogy hogyan lehet nanotechnológiával építeni emberi agy ihlette elektromos eszközt, ami ideghálózat-szerű áramkörökkel és szinapszisszerű jelátvitellel rendelkezik. A jelenlegi kutatás ehhez képest megnyitja az utat az agyéhoz hasonló tanulás és memória nem biológiai hardverrendszerekben való megismétlése felé, és azt sugallja, hogy az agyhoz hasonló intelligencia mögöttes természete lehet fizikai.”

Az emberi memóriát nanodrót-hálózatokkal reprodukálták. Ez a nanotechnológiának egy olyan típusa, ami jellemzően apró, nagy vezetőképességű, szabad szemmel nem látható, műanyaggal bevont, egymáson hálószerűen elhelyezkedő ezüsthuzalokból áll, és a huzalok az emberi agy hálózatos fizikai szerkezetének aspektusait utánozzák.

- Hirdetés -

A nanodrót-hálózatok terén most elért előrelépések számos meglévő alkalmazásra lehetnek hatással: jelentősen feljavíthatják a robotikai vagy szenzoros eszközöket, amelyeknek kiszámíthatatlan környezetekben kell gyors döntéseket hozniuk. „Ez a nanodrót-hálózat olyan, mint egy szintetikus ideghálózat, mivel a nanodrótok úgy viselkednek, mint a neuronok” – magyarázta a tanulmány vezető szerzője, Zdenka Kuncic professzor.

A nanodrót-hálózat képességeinek teszteléséhez a kutatók egy, az emberi pszichológiai kísérletekben gyakran használt memóriajátékhoz, az úgynevezett N-Back feladathoz nyúltak. Ennek lényege az, hogy sorban bemutatott macskaképek közül egy konkrét macskára kell tudni visszaemlékezni. A 7-es N-Back pontszám, ami az emberek körében átlagosnak számít, azt jelzi, hogy a személy felismeri ugyanazt a képet, ami hét lépéssel korábban jelent meg. A nanodrót-hálózatra alkalmazva a kutatók megállapították, hogy az is képes „megjegyezni” például egy elektromos áramkör bizonyos végpontját hét lépéssel korábbról, ami ugyancsak 7-es pontszámot jelent az N-Back tesztben.

„Amit itt tettünk, az az, hogy a végelektródák feszültségét manipuláltuk, hogy az útvonalakat változásra kényszerítsük, ahelyett, hogy hagytuk volna, hogy a hálózat csak úgy tegye a dolgát. Arra kényszerítettük a pályákat, hogy oda menjenek, ahová mi akartuk” – mondta Loeffler. „A hálózat memóriája nem igazán rövidült az idő múlásával, ami arra utal, hogy megtaláltuk a módját annak, hogy megerősítsük az útvonalakat: arrafelé toljuk őket, amerre mi akarjuk, és a hálózat ezt meg is jegyzi.”

A kutatók szerint ha a nanodrót-hálózatot folyamatosan erősítik, egyszer csak eléri azt a pontot, amikor nincs szükség további megerősítésre, mert az információ úgymond megszilárdul a memóriában. Ez olyan, mint a hosszútávú és a rövidtávú memória közötti különbség: ha hosszú ideig akarunk emlékezni valamire, akkor tényleg folyamatosan edzenünk kell rá az agyunkat, hogy megszilárdítsa azt, különben idővel egyszerűen elhalványul – vetette fel Kuncic. „Az egyik feladat azt mutatta, hogy a nanodrót-hálózat megerősítő tréning nélkül akár hét elemet is képes a véletlennél lényegesen magasabb szinten tárolni a memóriában, megerősítő tréninggel pedig közel tökéletes pontossággal teszi ugyanezt.”

Gábor János, Okosipar.hu