قبل از صحبت درباره ارتباط مغز و نورون های مصنوعی باید بدانید که عملکردهای مغز بر اساس جریان نورون هایی که در مغز وجود دارند ساخته می شود. نورون هایی که در مغز وجود دارند با استفاده از پیوندهای بسیار کوچک و میکروسکوپی ولی به شدت پیچیده ای که synapse ها نامیده می شوند به یکدیگر متصل می شوند. در مطالعه جدیدی که صورت گرفته است و در ژورنال علمی Nature Scientific Reports نیز منتشر شده است دانشمندان موفق شده اند که یک شبکه عصبی ترکیبی را ایجاد کنند که در آن نورون های مصنوعی و نورون های بیولوژیکی که در بخش های مختلف دنیا قرار دارند می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که این کار از طریق اینترنت و یک قطب از synapse های مصنوعی که توسط نانو تکنولوژی ساخته شده اند صورت می گیرد. این برای اولین بار است که سه مولفه اصلی در یک شبکه به صورت واحد کنار هم می آیند. ما در این مطلب قصد داریم کمی بیشتر درباره این تکنولوژی صحبت کنیم و اطلاعات کاملی را درباره آن در اختیار شما قرار دهیم.

انجام آزمایشات اولیه در طول مطالعه

در طول مطالعه محققانی که در دانشگاه Padova در کشور ایتالیا مستقر بودند سلول های عصبی موش های آزمایشگاهی را در محیط آزمایشگاه پرورش دادند، در حالی که محققان دانشگاه زوریخ ETH Zurich موفق شدند نورون های مصنوعی را بر روی میکروچیپ های سیلیکونی ایجاد کنند. آزمایشگاه مجازی که ساخته شد این دو را به یکدیگر متصل کرد که این کار از طریق نصب با دقت بسیار بالای synapse های غیر الکترونیکی  کنترل که در دانشگاه Southampton توسعه داده شده بود انجام شد. این دستگاه های synaptic امروزه با عنوان memristor ها شناخته می شوند.

روند انجام تحقیقات بر روی نورون های مصنوعی در دانشگاه های مختلف

محققانی که در Southampton در کشور ایتالیا مستقر بودند موفق شدند که رویدادهای مهمی که شروع به ارسال شدن در اینترنت کرده بودند را از طریق نورون های بیولوژیکی دریافت کنند و سپس آنها را به synapse های memristive توزیع کنند. پاسخ هایی که به نورون های مصنوعی در دانشگاه زوریخ ارسال شد در همین قالب ارسال شدند. علاوه بر این، این روند به صورت همزمان و برعکس نیز کار کرد. بنابراین نورون های مصنوعی و بیولوژیکی می توانستند به صورت دو طرفه و real time با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

Themis Prodromakis دکترای نانو تکنولوژی و همینطور مدیر مسئول مرکز مرزهای الکترونیکی در دانشگاه Southampton در این باره می گوید: " یکی از بزرگترین چالش هایی که در انجام دادن تحقیقاتی در این زمینه و در این سطح با آن رو به رو بودیم ادغام سازی چنین فناوری های تمایز و برجسته ای بود چرا که متخصص هایی که در این زمینه کار می کنند هیچگاه زیر یک سقف نبوده اند. با ساخت یک آزمایشگاه مجازی ما موفق شدیم که بر این چالش بزرگ پیروز شویم.

پیشرفت های علمی با انجام تحقیقات در زمینه ارتباط نورون های مصنوعی و بیولوژیکی

محققان امروزه پیشبینی کرده اند که رویکرد آنها می تواند باعث علاقه مند شدن دانشمندان از رشته های مختلف شود و سرعت اختراعات و پیشرفت های علمی را در زمینه تحقیقات در حوزه رابط های عصبی در کل دنیا افزایش دهد. به صورت ویژه امکان اتصال یکپارچه فناوری های مختلف در سراسر جهان گامی رو به جلو در جهت دموکراتیک کردن این تکنولوژی می باشد که در نتیجه این موضوع موانعی که در جهت همکاری های بیشتر وجود دارد نیز از بین خواهد رفت.

صحبت های Prodromakis درباره این تحقیقات

پروفسور Prodromakis در این زمینه می گوید: " ما از این تحول بسیار هیجان زده شده ایم. از طرفی این موضوع یک پایه و اساس یک سناریو جدید را که هرگز در جریان تکامل طبیعی مشاهده نشده است ساخته است( دقیقا جایی که نورون های مصنوعی و بیولوژیکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و از طریق شبکه های جهانی به یکدیگر متصل می شوند). از طرف دیگر این تکنولوژی چشم اندازهای جدیدی را برای تکنولوژی های عصبی و پروتئینی ایجاد می کند و راهی مناسب را برای تحقیقات در زمینه جایگزینی بخش های ناکارآمد مغز با تراشه های هوش مصنوعی فراهم می کند.

صحبت پایانی

بودجه مورد نیاز برای این تحقیق توسط شرکت های نوظهور در حوزه فناوری در قاره اروپا و همینطور موسسه تحقیقاتی علوم مهندسی و فیزیکی در ایالات متحده آمریکا تامین شد. نکته جالب توجه دیگر این است که پروفسور Prodromakis یک آکادمی سلطنتی در زمینه مهندسی تکنولوژی های نوظهور دارد که بر روی راه حل های سخت افزاری مبتنی بر هوش مصنوعی در زمینه energy-efficient را نیز مدیریت می کند.