توسعه شبکه‌ای از نانوسیم‌ها که مثل مغز انسان می‌آموزد و به‌خاطر می‌سپرد

محققان نشان داده‌اند قابلیت‌های حافظه کوتاه و بلندمدت که ازجمله ویژگی‌های مغز انسان است، در سخت‌افزارهای غیرزیستی هم قابل شبیه‌سازی است. البته برای انجام این کار باید از نانوسیم‌های ریزی استفاده کرد که رسانایی بالایی دارند و تقریباً قابل‌مشاهده نیستند.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه سیدنی استرالیا دریافته‌اند که شبکه‌ای از نانوسیم‌ها می‌توانند با شبیه‌سازی عملکرد نورون‌های مغزی، کارکردهایی مثل شناسایی و به‌خاطرسپردن تصاویر را تکرار کنند. البته افزون بر حافظه، این پژوهش روی عملکردهای یادگیری هم تمرکز داشته است.

پروفسور «زدنکا کونکیک» توضیح می‌دهد که این شبکه مانند شبکه‌های عصبی مصنوعی عمل می‌کند که در آن سیم‌ها شبیه نورون‌ها هستند و محل اتصال آن‌ها به یکدیگر مثل سیناپس‌ها برای انتقال اطلاعات استفاده می‌شود.

محققان برای بررسی قدرت حافظه این شبکه از آزمونی موسوم به N-Back کمک گرفتند که برای اندازه‌گیری عملکرد حافظه در انسان‌ها استفاده می‌شود. در این آزمون مجموعه‌ای از محرک‌ها به‌نمایش درمی‌آیند که مثلاً می‌توانند مجموعه‌ای از تصاویر باشند. سپس مقایسه‌ای میان هر محرک با محرک‌های چند مرحله قبل صورت می‌گیرد.

شبکه نانوسیم‌ها در آزمون حافظه چه عملکردی داشت؟

محققان می‌گوید آزمون N-Back برای انسان‌ها می‌تواند شامل به‌خاطرآوردن تصویر خاص یک گربه از میان مجموعه‌ای از تصاویر گربه‌ها باشد. میانگین امتیاز 7 برای انسان‌ها در این آزمون به معنای این است که افراد می‌توانند تصویر مربوط به هفت مرحله قبل‌تر را به یاد بیاورند.

زمانی که پژوهشگران شبکه نانوسیم‌ها را تحت آزمون N-Back قرار دادند، مشخص شد که این شبکه هم می‌تواند حداقل هفت مرحله عقب‌تر را به خاطر داشته باشد. بنابراین امتیاز این سیستم با میانگین امتیاز حافظه انسانی تفاوت خاصی نداشت.

البته اگر این سیستم تقویت شود، عملکرد آن به‌طرز چشمگیری بهبود پیدا می‌کند. همچنین این شبکه می‌تواند به نقطه‌ای برسد که دیگر نیاز به تقویت‌شدن نداشته باشد؛ چرا که اطلاعات درون آن به بخشی از حافظه خود سیستم تبدیل می‌شود. محققان از این وضعیت به‌عنوان چیزی شبیه تفاوت میان حافظه بلند و کوتاه مدت در مغز ما یاد می‌کنند.

حالا گفته شده است که این دستاورد می‌تواند زمینه‌ساز تولید سخت‌افزارهای غیرزیستی جدید برای شبیه‌سازی شیوه‌های یادگیری و حافظه انسان باشد. نتایج این پژوهش در مجله Science Advances منتشر شده است.