شايد مدلسازي نانوکربن گام بعدي به سوي رقابت با عملکرد مغز انسان باشد. اين مسأله موضوع اصلي مطالعه پروفسور آليس پارکر استاد مهندسي برق دانشگاه کاليفرنياي جنوبي با عنوان «غشاي سنتزي مغز» است که هزينه آن توسط بنياد ملي علوم تأمين شده است.

پارکر و همکارش چونگوو شو، هر دو از دانشکده مهندسي برق، بر روي پروژه «غشاي بلادرنگ بيومتري» (BioRC) کار مي‌کنند که هدف آن ايجاد نورون‌هاي نانوکربني مغز است که مي‌توانند باهم ارتباط برقرار کنند.

اين گروه تحقيقاتي روي رفتار نورون‌هاي غشايي (چيزي که موجب برانگيخته شدن آنها و در نتيجه ارسال سيگنال از طريق ارتباطات سيناپسي به نورون‌هاي ديگر در غشاي مغز مي‌شود) و همچنين پلاستيسيته نورون‌ها يا به عبارت ديگر قابليت آنها در يادگيري و به خاطر سپاري متمرکز هستند.

هر بار که يک نورون برانگيخته مي‌شود، از طريق هزاران نورون ديگر يک پيغام الکتروشيميايي را با سرعت 200 مايل در ساعت ارسال مي‌کند. پارکر مي‌گويد اما با وجود حدود 100 ميليارد نورون در غشاي مغز انسان و حدود 60 تريليون ارتباط سيناپسي، ارتباطات مغز انسان بسيار در هم تنيده است. اين امر باعث مي‌شود کار حل کردن و يافتن مدارات الکتريکي يک نورون بسيار پيچيده باشد.

وي مي‌افزايد: «مغز شبيه يک کارخانه زيست‌شيميايي است که در کره‌اي عمل مي‌کند که شما نمي‌توانيد آن را روي مدارات مجتمع يا تخته‌مدارات باز کرده و تمام فعاليت‌هاي الکتريکي آن را شبيه‌سازي کنيد. تعداد اتصالات بسيار زياد است و تأخيرهاي بسيار زيادي در مسير ارسال سيگنال‌ها وجود دارد. ما بايد براي ايجاد يک ساختار سه‌بعدي مشابه، به فناوري نانو روي بياوريم تا شايد در نهايت بتوانيم چگونگي برانگيخته شدن نورون‌ها و نحوه فعال‌سازي نورون‌هاي ديگر توسط آنها را در يک مسير خاص درون اين کره تقليد کنيم».

او مي‌گويد: «مدلسازي نانوکربني مشکلاتي همچون اندازه بسيار بزرگ غشاي سنتزي، هزينه قطعات الکترونيکي بسيار گران که براي ساختن اين ساختارها تاکنون مورد استفاده قرار گرفته‌اند، و هزينه تأمين انرژي اين ساختارها (از آنجايي که مغز هرگز نبايد خاموش شود) را حل مي‌کند».

اين گروه تحققاتي قبلاً مدارات ترانزيستوري را براي يک سيناپس منفرد طراحي و شبيه‌سازي کرده است. به علاوه يک تراشه نيمه‌رساناي اکسيدفلزي براي اثبات اعتبار اين مفهوم در حال ساخت است. حال زمان آن است که اين ساختار را به سيناپس ديگري متصل کرده و ارتباطات عصبي آنها را بررسي نمود. اميد است تا چند ماه آينده چندين نورون سيناپسي ايجاد شود که باهم ارتباط دارند.

در نهايت اين محققان اميدوارند به يک سوال پاسخ دهند: آيا علم خواهد توانست يک مغز مصنوعي با اندازه و هزينه معقول توليد کند که رفتاري تقريباً بلادرنگ داشته باشد؟

 

لینک منبع :

http://www.nano.ir/newstext.php?Code=5739