Naučnici su stvorili ključne delove sintetičkih moždanih ćelija koje mogu da zadrže ćelijske „uspomene“ na nekoliko milisekundi. Ovo postignuće bi jednog dana moglo dovesti do stvaranja računara koji rade slično ljudskom mozgu. U modeliranju veštačke moždane ćelije korišćene su naelektrisane čestice (joni) za proizvodnju električnog signala, na isti način na koji se informacije prenose između neurona u ljudskom mozgu.
Današnji računari mogu da postignu neverovatne stvari, ali velika procesorska snaga ide uz visoku potrošnju energije. Nasuprot tome, ljudski mozak je izuzetno efikasan jer koristi energiju sadržanu praktično u dve banane za celodnevni rad. Iako razlozi za ovu efikasnost nisu sasvim jasni, naučnici su zaključili da, ako bi napravili računar nalik ljudskom mozgu, potrošnja energije bi bila značajno manja. Jedan od načina za kopiranje biološke mašinerije mozga jeste upotreba energije jona, naelektrisanih čestica pomoću kojih mozak proizvodi struju.
U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Science 6. avgusta, istraživači iz pariskog Centra za naučna istraživanja stvorili su kompjuterski model veštačkih neurona koji bi trebalo da proizvede istu vrstu električnih signala kao i neuroni u ljudskom mozgu; slanjem jona kroz tanke vodene kanale koji imitiraju prave jonske kanale, istraživači su uspeli da indukuju ove električne skokove. U okviru tekućih i za sada neobjavljenih istraživanja, nedavno su stvorili i fizički model koji uključuje ove kanale. „Koliko znam, ovo je prvi put da je ovako nešto urađeno sa jonima,“ kaže koautor studije Liderik Boke, fizičar na École Normale Supérieure.
Na još manjoj skali, istraživači su stvorili sistem koji oponaša proces stvaranja akcionih potencijala, tj. skokova električne aktivnosti koji su osnova moždanih procesa. Da bi generisao akcioni potencijal, neuron počinje da prima više pozitivnih jona, koje privlače negativni joni unutar ćelije. Električni potencijal ili napon na ćelijskoj membrani uzrokuje otvaranje prolaza na ćeliji, što izaziva podizanje naboja dok ćelija ne dostigne vrhunac i vrati se u normalu nekoliko milisekundi kasnije. Signal se zatim prenosi u druge ćelije, i tako informacije putuju dalje kroz mozak.
Testirajući ovaj model u kompjuterskoj simulaciji, istraživači su otkrili da su joni formirali strukture slične crvima. Kada je tim pojačao električno polje u simulaciji, ove strukture su se raspadale dovoljno sporo da su za sobom ostavljale „memoriju“ ili nagoveštaj produžene konfiguracije. Iako su praktični računari nalik mozgu daleko od realizacije, ovo istraživanje pomaže naučnicima da bolje razumeju obradu informacija u mozgu. Otkako radi na istraživanju pomoću kompjuterskih simulacija, Boke kaže da su on i saradnici sa Univerziteta u Mančesteru dokazali svoju teoriju, koristeći je za stvaranje veštačke sinapse, dela neurona koji prenosi električne signale.
(LiveScience-ZTP, foto: Bruce Rolff/Stocktrek/Getty)
