العلماء الروس يحاولون ربط خلايا الدماغ بالكمبيوتر

يعمل العلماء في جامعة نيجني نوفغورود الروسية على ربط شبكات الخلايا العصبية في دماغ الإنسان مع أنظمة إلكترونية شبيهة للخلايا العصبية تقوم على أساس الذاكرة المقاومة "ممرستور".

ويعتبر هذا البحث أول محاولة للربط بين بيئة حية وشبكة من الخلايا الشبيهة بالمادة الحية وقائمة على أساس ممرستور.

وقد ذكرت مقاومة "ممرستور" الكهربائية لأول مرة في مقال بقلم البروفيسور في جامعة كاليفورنيا، ليون جوا (Leon Chua)، الذي تنبأ نظريا بوجود عنصر آخر في الدوائر الكهربائية إلى جانب المقاومة والسعة والمحاثة، وأطلق عليه اسم ممرستور أي الذاكرة المقاومة.

وخلافا للمقاومة العادية التي تحدد العلاقة الخطية للتيار الكهربائي بالجهد، فإن ممرستر هو عنصر غير خطي تتوقف مقاومته على تاريخه السابق، وعلى قيمة التيار الذي قد مر به مثلا. وتتغير حالته وفقا لذلك كأنه يتذكر ما كان يمر به.

ويمكننا أن نجد هذا النوع من السلوك التكيفي في الطبيعة الحية وبصورة خاصة في الأنظمة الحيوية، حيث يلعب المشبك (سينابس) هذا الدور. وبالتالي فإن الأنظمة الممرستورية المتكيفة مع البيئة الحية هي أنظمة يشكل ممرستور أساسا لها.

ويعمل العلماء في مركز الخلايا العصبية التابعة لجامعة "نيجي نوفغورود" الروسية على تصميم جهاز يجمع بين البيئة الحية من جهة وبين شبكة من الخلايا القائمة على أساس ممرستور من جهة أخرى.

وترتبط تلك الشبكة بنظام متعدد الأقطاب من شأنه تسجيل وتحفيز النشاط الحيوي الكهربائي للخلايا العصبية، أو بالأحرى يقوم هذا النظام بأداء مهمة تحليل وتصنيف ديناميكا الخلايا العصبية داخل شبكة واحدة.

ويدرس العلماء في الوقت الراهن إمكانية بناء اتصال عكسي حيث ستستخدم إشارة تخرج من شبكة ممرستور لتحفيز شبكة حيوية، ما يعني أنه ستطبق لأول مرة عملية تعليم الخلايا الحية.

ويستخدم العلماء خلية في دماغ الإنسان تم إنماؤها صناعيا كمادة تمثل في المرحلة الأولى بيئة حية.

وقال باحث في مختبر الفيزياء والتكنولوجيا في جامعة "نيجني نوفغورود" إن نظام ممرستور سيحاكي عمل شبكة الخلايا العصبية في دماغ الإنسان.

وأضاف قائلا: "خلافا لزملائنا الأجانب الذين يحاولون الربط بين جهاز الكمبيوتر والخلايا العصبية في دماغ الإنسان فإننا نقوم بتصميم نظام هجين يجمع بين الخلايا الحية من جهة ونظام ممرستور متكيف على البيئة الحية".

وأوضح قائلا إن "الهدف من المشروع يكمن أولا في تصميم أجهزة إلكترونية مصغرة كي تتميز رقاقة واحدة بقدرات أجهزة الكمبيوتر الخارقة. والهدف الآخر هو تصميم روبوتات تتحكم في الخلايا العصبية التي يتم إنماؤها اصطناعيا. وينحصر الهدف الثالث للمشروع في أن تحل الأنظمة الإلكترونية المتكيفة مع البيئة الحية محل الخلايا العصبية في دماغ الإنسان في حال تعرضها لخلل ما".

المصدر: نوفوستي

يفغيني دياكونوف