Хай-тек Мозг размером с небоскрёб

Рубрика «Хай-тек» Николая Гринько на «Вестях FM».

Английские исследователи из Университета Бата создали небольшой чип размером 5 на 5 миллиметров, который способен имитировать работу нервных клеток. Предназначение разработки – замена нейронов гиппокампа, а также нейронов, ответственных за процесс дыхания. В будущем ученые планируют применять такие чипы при восстановлении функционирования спинного мозга и для излечения сердечной недостаточности. Устройства будут передавать нервные импульсы в мозг и обратно.

Самое удивительное, что наука до сих пор не представляет, как именно функционируют нейроны. Какие механизмы работают внутри клетки, как она обрабатывает информацию, ученые до сих пор не представляют; имеется лишь множество теорий различной степени правдоподобности. Как же ученые смогли имитировать работу нейрона? Исследователи Университета Бата изучили нервную клетку мозга мыши, подавая на нее множество электрических сигналов, а затем подробно записали ее реакцию. Всего было подано 60 вариантов входящего сигнала и зафиксировано 60 вариантов ответа. Как и почему нейрон формирует ответный сигнал, никто не знает, но последовательности всегда одинаковые. Ученые записали их, а затем запрограммировали чип реагировать на входящие электроимпульсы точно таким же образом. Перенеся функционал клетки на чип, исследователи обнаружили, что теперь процессор можно соединить ионными каналами с живыми клетками, и он может функционировать, полностью заменяя реальный нейрон.

Коллектив редакции нашей программы попытался представить себе, какого размера нужно построить нейронную сеть, чтобы она могла имитировать работу человеческого мозга. Площадь каждого чипа – примерно 0,25 квадратных сантиметра. В мозге человека, по разным подсчетам – от 80 до 100 миллиардов нейронов. Умножаем эти данные и получаем результат: если выложить требующиеся чипы на плоскости, получится поле площадью около 2 с половиной квадратных километров. Если укладывать чипы «стопочками», можно получить объем, примерно равный среднему небоскребу.

Однако нужно учесть, что искусственная нейронная сеть такого размера будет потреблять невероятное количество энергии, и в ближайшее время человечество вряд ли сможет обеспечить питание столь масштабному проекту. А во-вторых, разработанные чипы обучены реагировать только на 60 разновидностей входящих сигналов, а что-то нам подсказывает, что у реальных нервных клеток таких вариантов – на несколько порядков больше.

Так что в ближайшую пару десятков лет мы совершенно точно не увидим мыслящие небоскребы. Хотя…