Ученые создали ключевые части синтетических клеток мозга, которые могут хранить воспоминания в течение миллисекунд. Это достижение может привести к созданию компьютеров, работающих как человеческий мозг. Частицы, которые исследователи взяли для моделирования искусственной клетки мозга, используют заряженные частицы — ионы. Они создают подобие электрического сигнала, который передает информацию между нейронами в мозге.

Исследователи объяснили, что современные компьютеры могут делать невероятные вещи, но эта вычислительная мощность требует больших затрат энергии. В отличие от них, человеческий мозг эффективен: для выполнения работы в течение целого дня он использует мизерное количество энергии. Причины такой эффективности до конца не ясны, но ученые попробовали сделать компьютер более похожим на мозг. Один из способов, с помощью которого ученые пытаются воспроизвести биологические механизмы мозга, — это использование силы ионов, заряженных частиц, на которые опирается мозг при производстве электричества.

В новом исследовании ученые из Национального центра научных исследований в Париже (Франция) создали компьютерную модель искусственных нейронов, которые могут производить такие же электрические сигналы, какие нейроны используют для передачи информации в мозге; посылая ионы через тонкие струи воды, имитирующие настоящие ионные каналы, исследователи могли производить эти электрические всплески. И теперь они даже создали физическую модель, включающую в себя эти каналы.

Таким образом у исследователей получилась система, которая имитирует процесс генерации потенциалов действия («спайков») — скачков электрической активности, генерируемых нейронами, они являются основой деятельности мозга. Чтобы сгенерировать потенциал действия, нейрон начинает пропускать больше положительных ионов, которые притягиваются к отрицательным ионам внутри клетки.

Электрический потенциал, или напряжение через клеточную мембрану, заставляет открываться «дверцы клетки», что еще больше увеличивает заряд, пока клетка не достигнет пика и не вернется в нормальное состояние через несколько миллисекунд. Затем сигнал передается другим клеткам, позволяя информации перемещаться в мозге. В предварительной модели исследователи также зафиксировали подобие памяти — способность удерживать информацию в течение короткого отрезка времени.