BlindG
17-11-11, 02:43
Πλαστικότητα. Αυτός είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγραφεί το βασικότερο γνώρισμα που θεωρείται υπεύθυνο για την δυνατότητα του εγκεφάλου να προσλαμβάνει γνώσεις, να αλλάζει και να προσαρμόζεται. Οι ερευνητές στο ΜΙΤ πιστεύουν οτι έχουν κάνει ένα πολύ μεγάλο βήμα μπροστά, στην αναπαραγωγή αυτών των λειτουργιών στον ηλεκτρονικό κόσμο.
Ενώ όλοι οι σημερινοί επεξεργαστές είναι ψηφιακοί, οι ερευνητές στο ΜΙΤ έκαναν ένα -όχι και τόσο ορθολογικό- βήμα δημιουργώντας ένα chip το οποίο είναι αναλογικό. Το άρθρο σημειώνει οτι μελετώντας τις λειτουργίες του εγκεφάλου, διαπίστωσαν πως δεν μπορούσαν να τις αναπαράγουν σε ένα αυστηρά δυαδικό περιβάλλον. Ο εγκέφαλος δεν δουλεύει μόνο με δύο καταστάσεις "on" και "off" αλλά χρησιμοποιεί και ενδιάμεσες καταστάσεις με σήματα που άλλοτε είναι πιο ισχυρά και άλλοτε λιγότερο.
Για να καταλάβει κάποιος το κατόρθωμα των ερευνητών, θα πρέπει να κατανοήσει τις πολύ βασικές αρχές συμπεριφοράς των νευρώνων του εγκεφάλου. Μια πολύ σύντομη περιγραφή τους βρίσκεται εδώ (http://web.mit.edu/newsoffice/2011/brain-chip-1115.html) όπου διαβάζουμε:
"Υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια νευρώνες στον εγκέφαλο, ο καθένας από τους οποίους δημιουργεί συνάψεις με πολλούς άλλους νευρώνες. Ως σύναψη ορίζουμε το κενό μεταξύ δύο νευρώνων (γνωστοί και ως προσυναπτικοί και μετασυναπτικοί νευρώνες). Ο προσυναπτικός νευρώνας απελευθερώνει νευροπομπούς όπως το γλουταμινικό οξύ και γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABBA) που συνδέονται με τους δέκτες στην μετασυναπτική κυτταρική μεμβράνη, ενεργοποιώντας τα κανάλια ιόντων. Ανοίγοντας και κλείνοντας αυτά τα κανάλια, αλλάζει το ηλεκτρικό δυναμικό του κυττάρου. Αν το δυναμικό αλλάξει σε μεγάλο βαθμό, τότε το κύτταρο εξαπολύει έναν ηλεκτρικό παλμό που ονομάζεται δυναμικό δράσης.
Όλη αυτή η συναπτική λειτουργία εξαρτάται από τα κανάλια ιόντων που ελέγχουν την ροή φορτισμένων ατόμων νατρίου, καλίου και ασβεστίου. Αυτά τα κανάλια είναι επίσης πολύ σημαντικά για δύο λειτουργίες γνωστές ως μακροπρόθεσμες φορτίσεις (long term potentiation -LTP) και μακροπρόθεσμες αποφορτίσεις (long term depression -LTD) που δυναμώνουν και αποδυναμώνουν αντίστοιχα τις συνάψεις"
Με τα νέα αυτά δεδομένα, οι ερευνητές μπορούν πλέον να μιμηθούν την συμπεριφορά των νευρώνων εξ'ολοκλήρου, ελέγχοντας τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος που περνάει μέσα από τα transistors έτσι ώστε να προσομοιώσουν τα κανάλια ιόντων που βρίσκονται στα κύτταρα, κάτι που δεν ήταν εφικτό κατά τις προηγούμενες προσπάθειες για τη δημιουργία chips με αντίστοιχο σκοπό. Το MIT υποστηρίζει οτι με 400 περίπου transistors το chip αυτό μπορεί σχεδόν να μιμηθεί τη συμπεριφορά μιας και μοναδικής σύναψης. Παραφράζοντας λιγάκι τον προηγούμενο ορισμό, οι συνάψεις καλούνται οι διασυνδέσεις μεταξύ νευρώνων που επιτρέπουν τη ροή δεδομένων, που -με απλά λόγια- καθιστά δυνατό τον υπολογισμό.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη αρχίσει να χρησιμοποιούν το συγκεκριμένο chip και ήδη πιστεύουν οτι έχουν φτάσει στη λύση ενός θέματος που έχει αποτελέσει το κεντρικό θέμα διαχρονικών συζητήσεων. Χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνολογία για να δημιουργήσουν ένα σχετικά ακριβές μοντέλο, οι ερευνητές μπορούν να επιδείξουν πως λαμβάνουν χώρα οι μακροπρόθεσμες αποφορτίσεις (long-term depression-LTD). "Κανείς μέχρι τώρα δεν είχε καταφέρει να κατασκευάσει κάτι τέτοιο, να επιδείξει την λειτουργία του και να εξηγήσει πως λειτουργεί", υποστήριξε ο Chi-Sang Poon, υπεύθυνος συγγραφέας της μελέτης που περιγράφει το chip και διευθύνων ερευνητικός επιστήμονας στο ΜΙΤ.
Του Rick Burgess
Δημοσιεύτηκε: Τρίτη 15 Νοεμβρίου, 2011, 6:30 PM EST
Πηγή: techspot.com (http://www.techspot.com/news/46275-new-computer-chip-mimics-human-brain.html)
Σχετικό άρθρο:
Συνοπτική εξήγηση για τη λειτουργία των νευρώνων: mit.edu (http://web.mit.edu/newsoffice/2011/brain-chip-1115.html)
Ενώ όλοι οι σημερινοί επεξεργαστές είναι ψηφιακοί, οι ερευνητές στο ΜΙΤ έκαναν ένα -όχι και τόσο ορθολογικό- βήμα δημιουργώντας ένα chip το οποίο είναι αναλογικό. Το άρθρο σημειώνει οτι μελετώντας τις λειτουργίες του εγκεφάλου, διαπίστωσαν πως δεν μπορούσαν να τις αναπαράγουν σε ένα αυστηρά δυαδικό περιβάλλον. Ο εγκέφαλος δεν δουλεύει μόνο με δύο καταστάσεις "on" και "off" αλλά χρησιμοποιεί και ενδιάμεσες καταστάσεις με σήματα που άλλοτε είναι πιο ισχυρά και άλλοτε λιγότερο.
Για να καταλάβει κάποιος το κατόρθωμα των ερευνητών, θα πρέπει να κατανοήσει τις πολύ βασικές αρχές συμπεριφοράς των νευρώνων του εγκεφάλου. Μια πολύ σύντομη περιγραφή τους βρίσκεται εδώ (http://web.mit.edu/newsoffice/2011/brain-chip-1115.html) όπου διαβάζουμε:
"Υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια νευρώνες στον εγκέφαλο, ο καθένας από τους οποίους δημιουργεί συνάψεις με πολλούς άλλους νευρώνες. Ως σύναψη ορίζουμε το κενό μεταξύ δύο νευρώνων (γνωστοί και ως προσυναπτικοί και μετασυναπτικοί νευρώνες). Ο προσυναπτικός νευρώνας απελευθερώνει νευροπομπούς όπως το γλουταμινικό οξύ και γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABBA) που συνδέονται με τους δέκτες στην μετασυναπτική κυτταρική μεμβράνη, ενεργοποιώντας τα κανάλια ιόντων. Ανοίγοντας και κλείνοντας αυτά τα κανάλια, αλλάζει το ηλεκτρικό δυναμικό του κυττάρου. Αν το δυναμικό αλλάξει σε μεγάλο βαθμό, τότε το κύτταρο εξαπολύει έναν ηλεκτρικό παλμό που ονομάζεται δυναμικό δράσης.
Όλη αυτή η συναπτική λειτουργία εξαρτάται από τα κανάλια ιόντων που ελέγχουν την ροή φορτισμένων ατόμων νατρίου, καλίου και ασβεστίου. Αυτά τα κανάλια είναι επίσης πολύ σημαντικά για δύο λειτουργίες γνωστές ως μακροπρόθεσμες φορτίσεις (long term potentiation -LTP) και μακροπρόθεσμες αποφορτίσεις (long term depression -LTD) που δυναμώνουν και αποδυναμώνουν αντίστοιχα τις συνάψεις"
Με τα νέα αυτά δεδομένα, οι ερευνητές μπορούν πλέον να μιμηθούν την συμπεριφορά των νευρώνων εξ'ολοκλήρου, ελέγχοντας τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος που περνάει μέσα από τα transistors έτσι ώστε να προσομοιώσουν τα κανάλια ιόντων που βρίσκονται στα κύτταρα, κάτι που δεν ήταν εφικτό κατά τις προηγούμενες προσπάθειες για τη δημιουργία chips με αντίστοιχο σκοπό. Το MIT υποστηρίζει οτι με 400 περίπου transistors το chip αυτό μπορεί σχεδόν να μιμηθεί τη συμπεριφορά μιας και μοναδικής σύναψης. Παραφράζοντας λιγάκι τον προηγούμενο ορισμό, οι συνάψεις καλούνται οι διασυνδέσεις μεταξύ νευρώνων που επιτρέπουν τη ροή δεδομένων, που -με απλά λόγια- καθιστά δυνατό τον υπολογισμό.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη αρχίσει να χρησιμοποιούν το συγκεκριμένο chip και ήδη πιστεύουν οτι έχουν φτάσει στη λύση ενός θέματος που έχει αποτελέσει το κεντρικό θέμα διαχρονικών συζητήσεων. Χρησιμοποιώντας τη νέα τεχνολογία για να δημιουργήσουν ένα σχετικά ακριβές μοντέλο, οι ερευνητές μπορούν να επιδείξουν πως λαμβάνουν χώρα οι μακροπρόθεσμες αποφορτίσεις (long-term depression-LTD). "Κανείς μέχρι τώρα δεν είχε καταφέρει να κατασκευάσει κάτι τέτοιο, να επιδείξει την λειτουργία του και να εξηγήσει πως λειτουργεί", υποστήριξε ο Chi-Sang Poon, υπεύθυνος συγγραφέας της μελέτης που περιγράφει το chip και διευθύνων ερευνητικός επιστήμονας στο ΜΙΤ.
Του Rick Burgess
Δημοσιεύτηκε: Τρίτη 15 Νοεμβρίου, 2011, 6:30 PM EST
Πηγή: techspot.com (http://www.techspot.com/news/46275-new-computer-chip-mimics-human-brain.html)
Σχετικό άρθρο:
Συνοπτική εξήγηση για τη λειτουργία των νευρώνων: mit.edu (http://web.mit.edu/newsoffice/2011/brain-chip-1115.html)