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  • 研究發(fā)現(xiàn)納米線網(wǎng)絡(luò)可以像人腦一樣學(xué)習(xí)和記憶

    2023-04-24 16:59:42 來源: cnBeta

大腦處理信息的強大能力主要歸功于由神經(jīng)元和突觸形成的連接網(wǎng)絡(luò)。雖然我們了解大腦的大部分工作原理,但某些方面,如學(xué)習(xí)和記憶等高級認(rèn)知功能,仍然難以捉摸。作為一種納米技術(shù),納米線網(wǎng)絡(luò)(NWNs)通常由肉眼看不見的高導(dǎo)電銀線制成,用塑料材料覆蓋并形成一個網(wǎng)狀。這些納米線自我組裝,形成一個動態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),整合記憶和處理,類似于在大腦中看到的網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)在,由悉尼大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團(tuán)隊已經(jīng)證明了納米線與人腦的相似程度。


(資料圖片僅供參考)

該研究的共同作者Zdenka Kuncic說:"這種納米線網(wǎng)絡(luò)就像一個合成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),因為納米線的作用就像神經(jīng)元,而它們相互連接的地方類似于突觸"。

為了弄清納米線在多大程度上表現(xiàn)出認(rèn)知功能,研究人員進(jìn)行了一個用于評估人類工作記憶的測試版本,稱為n-back測試。

進(jìn)行n-back測試的人可能會看到一系列字母或圖像的序列。對于序列中的每個項目,他們必須確定它是否與"n"個項目之前呈現(xiàn)的項目相匹配。7分是平均分,表明一個人可以認(rèn)出7個項目之前出現(xiàn)的項目。

對于NWN,研究人員將n-back測試修改為可實施的子任務(wù)。為了進(jìn)行測試,研究人員在他們想要的地方引導(dǎo)NWN的路徑。

"我們在這里所做的是操縱末端電極的電壓,迫使路徑發(fā)生變化,而不是讓網(wǎng)絡(luò)做自己的事情,強迫通路去我們希望它們?nèi)サ牡胤健?該研究的主要作者Alon Loeffler說。

研究人員發(fā)現(xiàn),引導(dǎo)NWN的路徑改善了它的記憶能力和準(zhǔn)確性。Loeffler說:"當(dāng)我們實施這種做法時,它的記憶具有更高的準(zhǔn)確性,并沒有隨著時間的推移而真正減少,這表明我們已經(jīng)找到了一種方法來加強路徑,將它們推向我們想要的地方,然后網(wǎng)絡(luò)就會記住它。"

證據(jù)就在測試中。當(dāng)他們對NWN進(jìn)行修改后的N-back測試時,它可以"記住"電路中的一個想要的終點,并向后退七步,與人類的記憶相當(dāng)。

研究人員說,在不斷強化NWN后,它達(dá)到了一個點,記憶變得固定,不需要進(jìn)一步強化。

"這有點像我們大腦中長期記憶和短期記憶之間的區(qū)別,"Kuncic說。"如果我們想長期記住一些東西,我們真的需要不斷訓(xùn)練我們的大腦來鞏固它,否則它就會隨著時間的推移而逐漸消失。"

研究人員說,他們的研究表明,NWNs可以以類似于人類大腦的方式運作,可以用來改進(jìn)需要快速做出決定的機器人或傳感器設(shè)備。

"在這項研究中,我們發(fā)現(xiàn)我們通常與人腦有關(guān)的高階認(rèn)知功能可以在非生物硬件中得到模擬,"Loeffler說。"我們目前的工作為在非生物硬件系統(tǒng)中復(fù)制類似大腦的學(xué)習(xí)和記憶鋪平了道路,并表明類似大腦的智能的基本性質(zhì)可能是物理的?!啊?/p>

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