Исследователи разработали вычислительное устройство, функционирующее на основе биологических нервных клеток.

Специалисты из Принстонского университета разработали новаторское устройство, объединяющее органические нейронные сети с электронными компонентами. Это изобретение получило название трёхмерный биоэлектронный компьютер.

В отличие от предыдущих исследований, где нейроны либо культивировались на плоских поверхностях, либо в виде обособленных трёхмерных кластеров с внешним мониторингом активности, в данном случае была создана трёхмерная инфраструктура из микроскопических проводов и электрочувствительных элементов на тонкой эпоксидной подложке. На этой основе были выращены десятки тысяч нейронов, сформировавшие объёмную вычислительную структуру.

Такая конструкция позволила учёным добиться значительно более точного считывания и стимуляции нейронной активности по сравнению с предыдущими методиками. На протяжении шести месяцев исследователи отслеживали развитие нейронной сети, манипулировали силой связей между отдельными нейронами и в результате смогли научить систему распознавать характерные паттерны импульсных сигналов.

Тестирование показало эффективность системы: в двух независимых испытаниях устройство успешно справилось с классификацией различных наборов сигналов. Команда планирует постепенно расширять спектр задач, решаемых этой системой.

Как отмечает ведущий автор исследования Кумар Мритунджай, данная технология открывает перспективы не только для углублённого понимания механизмов обработки информации в мозге, но и для изучения и, возможно, терапии неврологических расстройств.

Разработчики изначально ставили перед собой задачу изучить базовые принципы функционирования мозга. Однако в ходе работы выявилось и другое потенциальное применение — преодоление существенного недостатка современных систем искусственного интеллекта, а именно их высокого энергопотребления. Доцент Тянь-Мин Фу подчеркнул, что человеческий мозг потребляет энергии на порядки меньше, чем аналогичные по производительности ИИ-системы.