Ανάπτυξη Βιονικού Εγκεφάλου: Τα Πρώτα Βήματα.
Ε. Γεωργιάδης, Μοριακός Βιολόγος. (ermovirus@gmail.com).
Οι ερευνητές στο MicroNano Research Facility (MNRF), σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Santa Barbara στην California, κατασκεύασαν ένα από τα πρώτα στον κόσμο ηλεκτρονικά κύτταρα πολύ-επίπεδης μνήμης (multi-state memory cells) τα οποία αντικατοπτρίζουν την ικανότητα του εγκεφάλου να επεξεργάζεται και να αποθηκεύει ταυτόχρονα πολλές πληροφορίες. Αυτή η εξέλιξη τους φέρνει πιο κοντά στη μίμηση βασικών ηλεκτρονικών παραγόντων του ανθρώπινου εγκεφάλου και, συνεπώς, στη δημιουργία ενός βιονικού εγκεφάλου, κάτι το οποίο θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για την καταπολέμηση νευρολογικών ασθενειών όπως η Νόσος Αλτζχάιμερ και η Νόσος του Πάρκινσον.
Ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Dr. Sharath Sriram δήλωσε ότι η ριζοσπαστική αυτή ανακάλυψη βασίστηκε στη μίμηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί τη μνήμη μακράς διαρκείας (long term memory) και τόνισε ότι η δυνατότητα κατασκευής πολύ πυκνών και πολύ γρήγορων κυττάρων μνήμης δείχνει το δρόμο για την εξέλιξη πολύπλοκων βιολογικών νευρωνικών δικτύων. Η έρευνα αυτή βασίζεται σε προηγούμενη ανακάλυψη του RMIT που αφορούσε στην ανάπτυξη υπερ-γρήγορων κυττάρων μνήμης σε νανοκλίμακα χρησιμοποιώντας ένα οξειδωμένο υλικό σε μορφή πολύ λεπτού φιλμ, περίπου 10.000 φορές λεπτότερου από μία ανθρώπινη τρίχα.
Ο Dr. Hussein Nili, συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε ότι η νέα ανακάλυψη είναι πολύ σημαντική γιατί επιτρέπει στο κύτταρο μνήμης να αποθηκεύει και να επεξεργάζεται πληροφορίες ακριβώς με τον ίδιο τρόπο που χρησιμοποιεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος. «Σκεφτείτε μία παλιά ασπρόμαυρη φωτογραφική μηχανή. Είναι η ίδια αναλογία. Τώρα, αντί για ασπρόμαυρες μνήμες θα έχουμε έγχρωμες μνήμες με υφές, σκιές και φως. Είναι ένα μεγάλο βήμα». Το εντυπωσιακό στοιχείο είναι ότι εκτός του ότι αυτές οι συσκευές μπορούν να αποθηκεύουν πολύ μεγαλύτερο όγκο πληροφορίας από τις συμβατικές ψηφιακές μνήμες (που αποθηκεύουν μόνο 0 και 1), είναι η ικανότητά τους να θυμούνται και να συγκρατούν προηγούμενες πληροφορίες. «Έχουμε εισάγει και τεχνητές ατέλειες στο οξειδωμένο υλικό εκτός από την προσθήκη ατόμων μετάλλου, κάτι το οποίο επιτρέπει στο στοιχείο μνήμης να παρουσιάζει συμπεριφορά βασισμένη σε παρελθοντικές εμπειρίες», δήλωσε ο Dr. Nili.
Οι μνήμες σε νανοκλίμακα αποτελούν τους προγόνους των αποθηκευτικών μερών ενός πολύπλοκου τεχνητού «έξυπνου» δικτύου που είναι αναγκαίο για να κατασκευαστεί ένας βιονικός εγκέφαλος. Ο Dr. Nili τόνισε ότι υπάρχουν πάρα πολλές εφαρμογές της ανακάλυψης αυτής, και ειδικότερα στο πεδίο των ερευνών νευρολογικών παθήσεων, διότι η δημιουργία βιονικών εγκεφάλων θα ελαχιστοποιούσε τα ηθικά διλήμματα που θα προέκυπταν κατά τον πειραματισμό ή τις μελέτες σε ανθρώπους.
Πηγή:
«Nano memory cell can mimic the brain’s long-term memory», http://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150512075107.htm
Hussein Nili, Sumeet Walia, Ahmad Esmaielzadeh Kandjani, Rajesh Ramanathan, Philipp Gutruf, Taimur Ahmed, Sivacarendran