对新型纳米电子器件的研究使大脑和人工神经元能够在互联网上交流
2020-02-27 16:15:55   来源：东方头条   

大脑的功能是由突起的神经元组成的，这些神经元通过显微的，但高度复杂的突触连接在一起，从而使大脑功能成为可能。发表在科学期刊上的这项新研究 自然科学报告 科学家们创造了一种混合神经网络，在这个网络中，世界不同地区的生物神经元和人工神经元可以通过一个利用尖端纳米技术制造的人工突触中心，通过互联网相互交流。这是这三个组成部分第一次集中在一个统一的网络中。

在这项研究中，意大利帕多瓦大学的研究人员在实验室培养了大鼠神经元，而苏黎世大学和苏黎世大学的合作伙伴则在硅芯片上创造了人工神经元。这个虚拟实验室是通过在南安普敦大学开发的控制纳米电子突触的精密装置而聚集在一起的。这些突触装置被称为记忆器。

南安普敦的研究人员捕捉到了意大利生物神经元通过互联网发送的尖峰事件，然后将它们分发给记忆突触。随后，反应被发送到苏黎世的人工神经元，也是以尖峰活动的形式。从苏黎世到帕多瓦，这一过程同时也起着相反的作用。因此，人工神经元和生物神经元能够双向地、实时地进行交流。

南安普敦大学(University Of Southampton)纳米技术教授、电子前沿中心主任特米斯·普罗德罗马基斯(Themis Prodromakis)表示，“在开展此类研究方面，最大的挑战之一是整合了这些独特的尖端技术和专家专长，而这些技术和专门知识通常不是在同一屋檐下发现的。通过创建虚拟实验室，我们能够做到这一点。”

研究人员现在预计，他们的研究方法将激发一系列科学学科的兴趣，并加快神经接口研究领域的创新和科学进步的步伐。特别是，能够无缝连接全球各地不同的技术是朝着这些技术民主化迈出的一步，消除了合作的一个重大障碍。

Prodromakis教授补充说：“我们对这一新的发展感到非常兴奋。一方面，它为一种在自然进化过程中从未遇到过的新情景奠定了基础，即生物神经元和人工神经元在全球网络上连接在一起并进行交流；为神经电子学互联网奠定了基础。另一方面，它为神经修复技术带来了新的前景，为用人工智能芯片替代大脑功能失调的部分铺平了道路。”

这项研究由欧盟未来和新兴技术项目以及英国工程和物理科学研究理事会资助。Prodromakis教授还在新兴技术领域担任皇家工程学院教授，重点是开发节能的人工智能硬件解决方案。