Ученые Петрозаводского государственного университета (ПетрГУ) разработали инновационные схемы нейроморфных устройств, работа которых копирует принцип взаимодействия живых нейронов. Эта перспективная разработка открывает новые горизонты для создания передовой нейроэлектроники и эффективных нейроинтерфейсов.
Нейрон: Основы природных вычислений
Нейрон – это уникальная электрически возбудимая клетка, фундаментальная единица нервной системы. Она отвечает за ключевые задачи: прием, обработку, накопление, передачу и вывод информации. Эти клетки образуют центральную нервную систему в мозге, но также пронизывают все органы, мышцы, связки и поверхность кожи.
Инновационный подход ПетрГУ
"Исследователи ПетрГУ представили оригинальные схемы нейроморфных устройств", – подчеркивается в сообщении. "Эти результаты крайне актуальны для современной нейроэлектроники и представляют значительную практическую ценность. Они позволяют воплотить известные нейродинамические модели в конкретное схемотехническое решение и способствуют созданию технологичных нейроинтерфейсов".
Эволюция моделей: От ФитцХью-Нагумо к ФитцХью-Ринцелю
Основа работы ученых – фундаментальные модели ФитцХью-Нагумо и ФитцХью-Ринцеля. Биофизик Ричард ФитцХью и инженер Джин Нагумо в начале 60-х создали систему уравнений с двумя переменными, описывающую способность нейрона генерировать электрические импульсы. Позже, в 1987 году, Джон Ринцель усовершенствовал модель, добавив третью переменную. Это позволило описывать сложные импульсные изменения в нейронах. Физики ПетрГУ нашли способ реализовать эквивалентные схемы для обоих систем уравнений, что заметно расширяет набор электронных компонентов для нейроморфных систем.
Перспективы применения и развитие нейроинтерфейсов
"Множество команд, включая компанию Илона Маска Neuralink, активно продвигают нейроинтерфейсы, например, идею прямого контакта с нейронами через имплантируемые электроды, – отмечается в сообщении. – Схемы, предложенные авторами из ПетрГУ, открывают новые технологические пути для реализации подобных передовых интерактивных систем".
Изображение: ssilver/Фотобанк RU.123.RF
Источник: scientificrussia.ru
