Ingenieros rusos han creado un dispositivo capaz de almacenar memoria y de olvidar recuerdos, tal como ocurre con las plasticidad neuronal del cerebro biológico.

Un grupo de investigadores diseñaron un dispositivo capaz de recrear la sinapsis de un cerebro humano. Dicho dispositivo almacena información a través de la emulación de redes neuronales, pero también olvida gradualmente la misma información cuando no se accede a ella durante un periodo de tiempo. Recordemos que la sinapsis está definida como la acción de remitir información entre neuronas a través de uniones especializadas.

El nuevo dispositivo, desarrollado en el Instituto de Física y Tecnología de Moscú, ofrece perspectivas para diseñar neuro-ordenadores analógicos que imiten la forma en que aprende un cerebro biológico. Los resultados se publican en la revista ACS Applied Materials & Interfaces.

La arquitectura de la mayoría de los neuro-ordenadores es digital convencional y utilizan modelos matemáticos para imitar a las neuronas y las sinapsis virtuales; de esta manera, cada chip representa a cada neurona y sinapsis.

La funcionalidad radica en el uso de un neuro-ordenador analógico principal conocido como memristor. La palabra es un acrónimo de “memoria” y “resistencia”, que resume más o menos lo que es: una célula de memoria que actúa también como una resistencia eléctrica.

Sin embargo, replicar artificialmente la actividad neuronal biológica tiene detalles que lo convierten en una tarea complicada, y es que en un cerebro real, las sinapsis activas tienden a fortalecerse con el tiempo, mientras que las sinapsis inactivas tienden al olvido. Este fenómeno, conocido como plasticidad sináptica, es uno de los fundamentos del aprendizaje natural y de la memoria.

En lugar de nanopuentes, el equipo de MIPT confió en el óxido de hafnio para imitar la memoria natural. Este material es ferroeléctrico, por lo que su polarización eléctrica cambia en respuesta a un campo eléctrico externo. Si luego se elimina ese campo, el material retiene la polarización adquirida, de la misma forma que un material ferromagnético permanece magnetizado, o que un recuerdo permanece en el cerebro. Lo que le da al óxido de hafnio una ventaja sobre otros materiales ferroeléctricos es que ya lo utiliza la tecnología de silicio actual. Por ejemplo, Intel ha estado fabricando microchips basados en un compuesto de hafnio desde 2007. Esto hace que la introducción de dispositivos basados en hafnio como el memristor de segundo nivel sea mucho más fácil y más barato que los que utilizan un material nuevo.

Los investigadores de proponen ahora mejorar aún más estos dispositivos que emulan la memoria y el olvido para que sean más fiables y para que, eventualmente, puedan ser usados para la electrónica flexible, que fabrica dispositivos que se pueden estirar o doblar sin que se rompan o dejen de funcionar. No es la primera vez, en cualquier caso, que se crean sinapsis artificiales. Científicos surcoreanos anunciaron el año pasado una sinapsis artificial que imita la memoria humana y permite la creación, almacenamiento y eliminación de recuerdos, incluso los de la memoria a largo plazo.

 

Referencias:

http://bit.ly/2md0IyM

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