详细内容或原文请订阅后点击阅览
仿生纳米通道为揭示大脑记忆机制提供实验证据
中国科学院近代物理研究所和兰州大学研究团队获得揭示大脑记忆机制、发展新型神经形态计算的重要实验证据。他们的研究结果发表在《先进功能材料》上。
来源:英国物理学家网首页中国科学院近代物理研究所和兰州大学研究团队获得揭示大脑记忆机制、发展新型神经形态计算的重要实验证据。他们的研究结果发表在《先进功能材料》上。
人类的学习和记忆源自神经突触之间的高度动态连接。这些结构充当智能开关，传输信号并进行动态重塑，从而实现信息的编码、存储和检索，并作为认知和行为适应的生物学基础。
生物神经系统依赖于突触作为天然忆阻器，它通过纳米通道内离子和神经递质的可控传输来处理和存储信息。大脑能够以极低的能耗执行复杂计算的关键在于根据先前活动动态调整突触连接强度。通过在液体系统中进行可控制造来复制这种效应对于研究神经网络功能以及推进脑机接口和生物神经形态计算的发展至关重要。
在这项研究中，研究人员使用两种不同的刺激机制展示了仿生纳米通道中的忆阻效应：二价离子筛选效应和 pH 驱动的去质子化。
此外，研究人员动态编码了突触权重，这是神经形态系统中自适应学习行为的核心机制。为了验证其潜在应用，研究人员构建了一个用于模式识别的三层人工神经网络。他们在手写数字数据集上进行了训练和测试，识别准确率达到了 94.6%。纳米流体忆阻器的性能可与许多固态忆阻器突触相媲美。