Kunstmatige neuronen simuleren meerdere hersengebieden, een doorbraak in de richting van 'mensachtige' robots

Nieuw onderzoek heeft kunstmatige neuronen ontwikkeld die de activiteit van meerdere hersengebieden simuleren, waardoor robots zich als mensen kunnen voelen en reageren.

Wetenschappers hebben een kunstmatige neuron ontwikkeld die de activiteit van veel verschillende hersengebieden kan nabootsen - van visuele verwerking tot het plannen en controleren van bewegingen.

Dit wordt gezien als een belangrijke stap voorwaarts op het gebied van neuromorfisch computergebruik, dat tot doel heeft machines te creëren die net als mensen de wereld om zich heen kunnen waarnemen en erop kunnen reageren.

In een artikel gepubliceerd in Nature Communications stelt een internationaal team onder leiding van de Universiteit van Loughborough (VK), met medewerking van het Salk Institute en de Universiteit van Zuid-Californië, dat hun nieuwe kunstmatige neuron – een zogenaamde ‘transneuron’ – flexibel kan schakelen tussen de activiteitspatronen die kenmerkend zijn voor visuele, motorische en premotorische neuronen.

"Is het menselijk brein een mysterieus apparaat dat buiten ons bereik ligt, of kunnen we het elektronisch namaken – of zelfs iets krachtigers bouwen?" vraagt ​​coauteur professor Sergey Saveliev zich af.

Hij zei dat het team had aangetoond dat een enkele eenheid zo kan worden afgesteld dat deze het gedrag van veel verschillende soorten neuronen nabootst. Dit opent de mogelijkheid om elektronische chips te maken die complexe hersenfuncties uitvoeren in compacte apparaten met slechts een paar kunstmatige neuronen.

Om dit te testen, injecteerden de wetenschappers elektrische signalen in de transneuronen en maten de outputpulsen, die vervolgens werden vergeleken met echte zenuwimpulsen die werden geregistreerd in de hersenen van de makaken. Er werden drie hersengebieden gekozen: het gebied voor visuele verwerking, het gebied voor motorische controle en het gebied voor actievoorbereiding – elk met een zeer kenmerkend "pulspatroon".

Door simpelweg de elektrische instellingen te veranderen, kan een enkele transneuron al deze impulspatronen met een nauwkeurigheid van 70-100% reproduceren.

Het hart van het transneuron wordt gevormd door een 'memristor', een nanocomponent die van toestand verandert wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat. Hierdoor kan de component eerdere signalen 'onthouden'. Dit is vergelijkbaar met de manier waarop neuronen leren van ervaringen.

In de memristor creëren en verbreken zilveratomen microscopisch kleine bruggen om elektrische pulsen te genereren. Dankzij deze eigenschap kunnen transneuronen worden 'afgestemd' om zich te gedragen als verschillende hersengebieden, zonder dat er software nodig is.

Wetenschappers geloven dat deze technologie kan worden geïntegreerd in een 'cortex op een chip', waarmee de basis wordt gelegd voor een kunstmatig zenuwstelsel dat robots helpt om in realtime te voelen en zich aan te passen. Het apparaat belooft ook toepassingen in hersenonderzoek en communicatie met het menselijk zenuwstelsel.

(TTXVN/Vietnam+)

Bron: https://www.vietnamplus.vn/noron-nhan-tao-mo-phong-nhieu-vung-nao-dot-pha-huong-toi-robot-giong-nguoi-post1077800.vnp