جهاز يحاكي المخ.. خطوة على طريق إنتاج الكمبيوتر البشري

الجهاز يتكون من مجموعة متشابكة من الأسلاك النانوية الفضية بقطر يبلغ متوسطه 360 نانومتر فقط

اتخذ فريق بحثي دولي، يضم باحثين من جامعة كاليفورنيا والمعهد الوطني الياباني لعلوم المواد، خطوة كبيرة نحو إنشاء كمبيوتر يحاكي في أدائه المخ.

وابتكر الباحثون جهازا تجريبيا أظهر خصائص تشبه سلوكيات معينة في الدماغ، مثل التعلم والحفظ والنسيان واليقظة والنوم، ودونوا تفاصيل عملهم في العدد الأخير من دورية "التقارير العلمية". 

ووفق تقرير نشره موقع جامعة كاليفورنيا، الثلاثاء، فإن الجهاز الذي صممه الباحثون يتكون من مجموعة متشابكة من الأسلاك النانوية الفضية، بقطر يبلغ متوسطه 360 نانومتر فقط (حجم النانومتر يبلغ مليارا من المتر).

وتم طلاء الأسلاك النانوية في بوليمر عازل يبلغ سمكه نحو 1 نانومتر، وبشكل عام يبلغ قياس الجهاز نفسه نحو 10 ملليمترات مربعة.

وشكلت الأسلاك النانوية هياكل مترابطة للغاية تشبه بشكل ملحوظ تلك التي تشكل القشرة المخية الحديثة، وهي مسؤولة عن وظائف مثل اللغة والإدراك.

وإحدى السمات التي تميز شبكة الأسلاك متناهية الصغر عن الدوائر الإلكترونية التقليدية هي أن الإلكترونات التي تتدفق من خلالها تتسبب في تغيير التكوين المادي للشبكة.

وخلال الدراسة، تسبب التيار الكهربائي في انتقال ذرات الفضة من داخل طلاء البوليمر وتشكيل اتصالات، حيث يتداخل سلكان متشابهان، وكان لدى النظام نحو 10 ملايين من هذه الوصلات، وهي تشبه المشابك العصبية، حيث تتصل خلايا الدماغ وتتواصل.

وقام الباحثون بتوصيل قطبين بشبكة تشبه الدماغ لعرض كيفية أدائها، ولاحظوا "سلوكا ناشئا"، ما يعني أن الشبكة تشبه الدماغ وتختلف عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

وبعد التدفق الحالي عبر الشبكة، استمرت الاتصالات بين الأسلاك النانوية لمدة دقيقة واحدة في بعض الحالات، وهي عملية تشبه التعلم والحفظ في الدماغ، وفي أوقات أخرى يتم إيقاف الاتصالات فجأة بعد انتهاء الشحن مما يحاكي عملية نسيان الدماغ.

ويقول جيمز يوسكي، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة كاليفورنيا، إن هذا البحث يمثل خطوة مبكرة على طريق قد يؤدي في النهاية إلى أجهزة كمبيوتر تشبه الدماغ جسديا ووظيفيا.