شاید مدلسازی نانوکربن گام بعدی به سوی رقابت با عملکرد مغز انسان باشد. این
مسأله موضوع اصلی مطالعه پروفسور آلیس پارکر استاد مهندسی برق دانشگاه
کالیفرنیای جنوبی با عنوان «غشای سنتزی مغز» است که هزینه آن توسط بنیاد ملی
علوم تأمین شده است.
پارکر و همکارش چونگوو شو، هر دو از دانشکده مهندسی برق، بر روی پروژه «غشای
بلادرنگ بیومتری» (BioRC) کار می‌کنند که هدف آن ایجاد نورون‌های نانوکربنی مغز
است که می‌توانند باهم ارتباط برقرار کنند.
این گروه تحقیقاتی روی رفتار نورون‌های غشایی (چیزی که موجب برانگیخته شدن آنها
و در نتیجه ارسال سیگنال از طریق ارتباطات سیناپسی به نورون‌های دیگر در غشای
مغز می‌شود) و همچنین پلاستیسیته نورون‌ها یا به عبارت دیگر قابلیت آنها در
یادگیری و به خاطر سپاری متمرکز هستند.
هر بار که یک نورون برانگیخته می‌شود، از طریق هزاران نورون دیگر یک پیغام
الکتروشیمیایی را با سرعت ۲۰۰ مایل در ساعت ارسال می‌کند. پارکر می‌گوید اما با
وجود حدود ۱۰۰ میلیارد نورون در غشای مغز انسان و حدود ۶۰ تریلیون ارتباط
سیناپسی، ارتباطات مغز انسان بسیار در هم تنیده است. این امر باعث می‌شود کار
حل کردن و یافتن مدارات الکتریکی یک نورون بسیار پیچیده باشد.
وی می‌افزاید: «مغز شبیه یک کارخانه زیست‌شیمیایی است که در کره‌ای عمل می‌کند
که شما نمی‌توانید آن را روی مدارات مجتمع یا تخته‌مدارات باز کرده و تمام
فعالیت‌های الکتریکی آن را شبیه‌سازی کنید. تعداد اتصالات بسیار زیاد است و
تأخیرهای بسیار زیادی در مسیر ارسال سیگنال‌ها وجود دارد. ما باید برای ایجاد
یک ساختار سه‌بعدی مشابه، به فناوری نانو روی بیاوریم تا شاید در نهایت بتوانیم
چگونگی برانگیخته شدن نورون‌ها و نحوه فعال‌سازی نورون‌های دیگر توسط آنها را
در یک مسیر خاص درون این کره تقلید کنیم».
او می‌گوید: «مدلسازی نانوکربنی مشکلاتی همچون اندازه بسیار بزرگ غشای سنتزی،
هزینه قطعات الکترونیکی بسیار گران که برای ساختن این ساختارها تاکنون مورد
استفاده قرار گرفته‌اند، و هزینه تأمین انرژی این ساختارها (از آنجایی که مغز
هرگز نباید خاموش شود) را حل می‌کند».
این گروه تحققاتی قبلاً مدارات ترانزیستوری را برای یک سیناپس منفرد طراحی و
شبیه‌سازی کرده است. به علاوه یک تراشه نیمه‌رسانای اکسیدفلزی برای اثبات
اعتبار این مفهوم در حال ساخت است. حال زمان آن است که این ساختار را به سیناپس
دیگری متصل کرده و ارتباطات عصبی آنها را بررسی نمود. امید است تا چند ماه
آینده چندین نورون سیناپسی ایجاد شود که باهم ارتباط دارند.
در نهایت این محققان امیدوارند به یک سوال پاسخ دهند: آیا علم خواهد توانست یک
مغز مصنوعی با اندازه و هزینه معقول تولید کند که رفتاری تقریباً بلادرنگ داشته
باشد؟
|
