纳米线网络可以表现出短期和长期记忆

这项研究已经发表在《华尔街日报》科学的进步博士的带领下,阿龙吕弗勒,收到了他的博士学位物理学院的在日本,与合作者。

“在这个研究中,我们发现高阶认知功能,我们通常与人类的大脑,可以在非生物模拟硬件,“吕弗勒博士说。

“这项工作建立在先前的研究中,我们展示了纳米技术可以用来建立一个brain-inspired电气设备与神经网络电路和synapse-like信号。

“我们目前的工作铺平了道路对学习和记忆复制类人脑生物硬件系统和表明底层类人脑智力的本质可能是身体上的。”

纳米线网络是一种纳米技术通常由小,高导电银肉眼看不见的线,覆盖着一个塑料材料,分散在对方像一个网格。电线网络物理结构的模拟方面的人类大脑。

纳米线网络的进步预示着许多真实世界的应用程序,比如改善机器人或传感器设备,需要在不可预测的环境中迅速作出决定。

“这纳米线网络就像一个人工神经网络,因为纳米线像神经元,和相互连接的地方是类似于突触,”资深作者教授Zdenka Kuncic从物理学的学校,说。

”而不是实现某种形式的机器学习任务,在这项研究中吕弗勒博士实际上采取了这一步,试图证明纳米线网络表现出某种认知功能。”

测试的功能纳米线网络,研究人员给测试类似于一个共同的记忆任务使用它在人类心理学实验中,称为n - back任务。

对于一个人来说,n - back任务可能包括记住特定的照片从照片一系列猫一只猫在一个序列。7的n - back分数,平均的人,表示这个人能够识别相同的图像出现七个步骤。

当应用于纳米线网络,研究人员发现它能“记住”所需的端点在一个电路七个步骤,即分7 n - back试验。

“我们在这里做的是操作电压的电极力途径改变,而不是让网络只是做自己的事情。我们迫使途径去我们想去的地方,“吕弗勒博士说。

“当我们实现,它的内存有更高的准确性和没有随时间减少,这表明我们已经找到一种方法来加强推动他们的途径,我们希望他们,然后网络记得它。

“神经学家认为这是大脑是如何工作的,特定的突触连接加强而减弱,这就是认为是我们如何更多地记住一些东西,我们如何学习等等。”

研究人员说,当纳米线网络是不断强化,它到达一个临界点,强化不再需要因为信息合并到内存中。

“这有点像之间的差异在我们的大脑长期记忆和短期记忆,“Kuncic教授说。

“如果我们想要记住的东西很长一段时间,我们真的需要保持训练我们的大脑来巩固,否则它只是随着时间的推移逐渐消退。

“一个任务表明,纳米线网络可以存储在内存中七项水平大大高于机会没有强化培训与强化训练和近乎完美的准确性。”

参考:朱吕弗勒,Diaz-Alvarez, R, et al .神经形态学习、工作记忆和metaplasticity纳米线网络。科学的进步。9 (16):eadg3289。doi:10.1126 / sciadv.adg3289

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