让电脑像人类的大脑一样学习和记忆是一个令科研人员望而却步的挑战。人类大脑拥有约850亿个神经元和数万亿个神经突触,这些突触具有高度可塑性,能够随时间动态调整连接强度,这是学习和记忆的神经基础。
据物理学家组织网报道,清华大学信息科学与技术国家实验室的科研人员近日在美国化学学会期刊《纳米快报》上发表论文,宣布成功研发出首个能够模拟人类大脑神经突触可塑性的人工神经突触。这一突破使人类向真正的人工智能迈进了重要一步。
神经突触的可塑性体现在多个层面,包括神经递质释放量、受体敏感性以及突触后电位的改变。这种可塑性允许神经元对信息进行编码、存储记忆,并在损伤后进行自我修复。然而,此前的人工神经元和突触缺乏这种关键特性,限制了其学习能力。
清华大学团队采用氧化铝和经过扭曲的双层石墨烯构建了人工神经突触。通过施加不同电压,他们能够精确控制突触的反应强度,模拟了生物突触的长期增强和抑制过程。该新型动态系统有望推动具有学习和自我修复能力的人工智能电子产品的研发。