Ученые Саратовского государственного исследовательского университета имени Н.Г. Чернышевского разработали электронное устройство, которое имитирует работу настоящих нервных клеток. Это открытие может ускорить создание отечественных нейропротезов и помочь в изучении работы мозга.
Секрет разработки — в специальной схеме с асимметричным диодным блоком. Генератор имитирует «спайки» — электрические импульсы, которые нейроны используют для общения между собой. Частоту импульсов можно регулировать, меняя параметры колебательного контура. Форму сигнала изменяют, добавляя или убирая диоды. Схема разработки вдвое проще аналогов: состоит из 7 элементов вместо 14.
«Это как LEGO-блок для сборки спайковых искусственных нейросетей», – пояснил один из авторов разработки, профессор кафедры динамического моделирования и биомедицинской инженерии СГУ Владимир Пономаренко.
По мнению исследователей, изобретение может применяться не только для изучения работы нейронных сетей. Оно имеет перспективы в нейропротезировании для создания имплантов, заменяющих поврежденные нервные клетки, и в робототехнике — для разработки более «умных» сенсорных систем.
Существующие аналоги либо слишком примитивны, либо чрезмерно сложны. Авторы считают, что им удалось найти «золотую середину» — их разработка достаточно точна, чтобы имитировать биологические процессы, но при этом проста в производстве.
Ученые уже работают над созданием сети из таких «электронных нейронов». Это позволит моделировать сложные состояния мозга и искать способы борьбы с нейродегенеративными заболеваниями. А создание электронные схем, которые ведут себя как настоящие нейроны, поможет в разработке более эффективных нейрокомпьютеров и медицинских технологий.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/97449/