«ایجاد نورون‌های آلی مصنوعی» تقریباً شبیه سلول‌های عصبی بیولوژیکی

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از وبگاه (سای تک دیلی)، کار برای توسعه سلول‌های عصبی مصنوعی با عملکرد فزاینده در آزمایشگاه الکترونیک ارگانیک، LOE ادامه دارد. در سال ۲۰۲۲، تیمی از دانشمندان به سرپرستی دانشیار سیمون فابیانو نشان دادند که چگونه یک نورون آلی مصنوعی می‌تواند در یک گیاه گوشتخوار زنده ادغام شود تا باز و بسته شدن ماو آن را کنترل کند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این سلول عصبی مصنوعی دارای ۲ ویژگی از ۲۰ ویژگی است که آن را از یک سلول عصبی بیولوژیکی متمایز می‌کند.

در جدیدترین مطالعه خود که امروز (۱۲ ژانویه) در ژورنال Nature Materials منتشر شد، همان محققان در LiU یک سلول عصبی مصنوعی جدید به نام «نرون الکتروشیمیایی آلی مبتنی بر رسانایی» یا c-OECN ایجاد کرده اند که از نزدیک ۱۵ مورد از سلول‌های عصبی را تقلید می‌کند. ۲۰ ویژگی عصبی که سلول‌های عصبی بیولوژیکی را مشخص می‌کند، عملکرد آن را بسیار شبیه به سلول‌های عصبی طبیعی می‌کند.

نورون‌های مصنوعی توسط محققان دانشگاه لینکوپینگ ایجاد شده است. منبع: ثور بلخد

 

یکی از چالش‌های کلیدی در ایجاد نورون‌های مصنوعی که به طور موثر از نورون‌های بیولوژیکی واقعی تقلید می‌کنند، توانایی ترکیب مدولاسیون یونی است. نورون‌های مصنوعی سنتی ساخته شده از سیلیکون می‌توانند بسیاری از ویژگی‌های عصبی را تقلید کنند، اما نمی‌توانند از طریق یون‌ها ارتباط برقرار کنند. سیمون فابیانو، محقق اصلی گروه نانوالکترونیک آلی در LOE می‌گوید در مقابل، c-OECN‌ها از یون‌ها برای نشان دادن چندین ویژگی کلیدی نورون‌های بیولوژیکی واقعی استفاده می‌کنند.

در سال ۲۰۱۸، این گروه تحقیقاتی در دانشگاه لینشوپینگ یکی از اولین کسانی بود که ترانزیستور‌های الکتروشیمیایی آلی را بر اساس پلیمر‌های رسانای نوع n که موادی هستند که می‌توانند بار‌های منفی را هدایت کنند، توسعه داد. این امکان ساخت مدار‌های الکتروشیمیایی آلی مکمل قابل چاپ را فراهم کرد.

از آن زمان، این گروه برای بهینه سازی این ترانزیستور‌ها کار می‌کند تا بتوان آن‌ها را در دستگاه چاپ روی یک فویل پلاستیکی نازک چاپ کرد. در نتیجه، اکنون می‌توان هزاران ترانزیستور را روی یک بستر انعطاف پذیر چاپ کرد و از آن‌ها برای توسعه سلول‌های عصبی مصنوعی استفاده کرد.

نورون‌های مصنوعی در دانشگاه لینکوپینگ توسعه یافتند. منبع: ثور بلخد

 

در نورون مصنوعی تازه توسعه‌یافته، یون‌ها برای کنترل جریان الکترونیکی از طریق یک پلیمر رسانای نوع n استفاده می‌شوند که منجر به افزایش ولتاژ دستگاه می‌شود. این فرآیند شبیه به آن چیزی است که در سلول‌های عصبی بیولوژیکی رخ می‌دهد. ماده منحصر به فرد در سلول عصبی مصنوعی همچنین اجازه می‌دهد تا جریان در یک منحنی زنگوله شکل تقریباً کامل که شبیه فعال شدن و غیرفعال شدن کانال‌های یون سدیم موجود در زیست شناسی است، افزایش و کاهش یابد.

سیمون فابیانو می‌گوید: چندین پلیمر دیگر این رفتار را نشان می‌دهند، اما تنها پلیمر‌های صلب در برابر بی‌نظمی انعطاف‌پذیر هستند و عملکرد دستگاه پایدار را ممکن می‌سازند.

در آزمایش‌هایی که با همکاری موسسه کارولینسکا (KI) انجام شد، نورون‌های جدید c-OECN به عصب واگ موش‌ها متصل شدند. نتایج نشان می‌دهد که نورون مصنوعی می‌تواند اعصاب موش‌ها را تحریک کند و باعث تغییر ۴.۵ درصدی در ضربان قلب آن‌ها شود.

این واقعیت که نورون مصنوعی می‌تواند خود عصب واگ را تحریک کند می‌تواند در دراز مدت راه را برای کاربرد‌های اساسی در اشکال مختلف درمان پزشکی هموار کند. به طور کلی، نیمه هادی‌های آلی مزیت زیست سازگار، نرم و چکش خوار بودن را دارند، در حالی که عصب واگ نقش کلیدی را ایفا می‌کند، به عنوان مثال، در سیستم ایمنی بدن و متابولیسم.

گام بعدی برای محققان کاهش مصرف انرژی نورون‌های مصنوعی است که هنوز بسیار بالاتر از مصرف انرژی سلول‌های عصبی انسان است. کار‌های زیادی برای تکثیر مصنوعی طبیعت باقی مانده است.

هنوز چیز‌های زیادی در مورد مغز و سلول‌های عصبی انسان نمی‌دانیم. در واقع، ما نمی‌دانیم که سلول عصبی چگونه از بسیاری از این ۱۵ ویژگی نشان داده شده استفاده می‌کند. تقلید از سلول‌های عصبی می‌تواند ما را قادر سازد تا مغز را بهتر درک کنیم و مدار‌هایی بسازیم که قادر به انجام وظایف هوشمند هستند.

هَری کِش فوق دکترا و نویسنده اصلی مقاله علمی، می‌گوید: ما راه طولانی در پیش داریم، اما این مطالعه شروع خوبی است.

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: نورون های مصنوعی سلول های عصبی عصبی مصنوعی سلول عصبی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۸۸۳۴۵۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

کمبود ۷۰ هزار نیروی پرورشی و مشاور در مدارس

 

به گزارش خبرگزاری صداو سیما؛حجت‌الاسلام والمسلمین محمدحسین پورثانی افزود: در نتیجه این غفلت‌ها امروز تقریبا ۴۵ هزار نیروی پرورشی و مشاور در مدارس فعال هستند و قریب به ۷۰ هزار نیرو کمبود داریم.

پورثاني:گفت: تقریبا از سال ۱۳۶۳ که معاونت پرورشی در وزارت آموزش و پرورش شکل گرفت و تا ۱۳۸۰ ادامه داشت، که در دولت دوم اصلاحات، معاونت پرورشی منحل شد. خیلی کار اشتباهی بود با این توجیه که معلم مدرسه باید در کلاس درس، کار تربیتی انجام دهد؛ حرف درستی که کار غلطی با آن انجام شد و حضرت آقا هم در دیدار اخیر با معلمان دقیقا به همین موضوع اشاره کردند.

وی ادامه داد: در سال ۱۳۸۵ قانون احیای معاونت پرورشی و تربیت‌بدنی در مجلس شورای اسلامی به تصویب می‌رسد. بعد از ۱۸ سال که از این قانون می‌گذرد هنوز که هنوز هست، معاونت پرورشی آن‌چنان که باید باشد، نیست.

حجت‌الاسلام پورثانی گفت: در این ۱۸ سال بعد از قانون احیا، ما تقریبا یکبار جذب مربی پرورشی داشتیم و بقیه جذب‌هایی که در حوزه مربی پرورشی و مشاور صورت گرفته، در حد سالی ۷۰۰ سالی ۸۰۰ نفر بوده است. اوضاع به جایی رسیده که امروز تقریبا ۴۵ هزار نیروی پرورشی و مشاور داریم و قریب به ۷۰ هزار نیرو کمبود داریم؛ یعنی مدرسه‌ای که ۱۲۰۰ دانش آموز دارد، مدرسه‌ای که ۹۰۰ دانش‌آموز دارد، مدرسه‌ای که ۶۰۰ دانش‌آموز دارد، ما یک عنصر فعال پرورشی در آن نداریم. اگر اسم این را خیانت نگذاریم، چه باید بگذاریم؟!.

معاون پرورشی و فرهنگی وزارت آموزش و پرورش اضافه کرد: من امروز توئیت یکی از وزرای سابق وزارت آموزش و پرورش را می‌خواندم، یاد حرف رئیس‌جمهور وقت افتادم که می‌گفت من از هر چیزی نگذرم از آن کسانی که گفتند ما ۲۰۳۰ را اجرا می‌کنیم نخواهم گذشت. معاون اول دولت، قانون اجرای ۲۰۳۰ را در دو ماه ابلاغ می‌کند، در حالیکه سند تحول به قول حضرت آقا در کشو‌های میز می‌ماند و سند تحول اجرا نمی‌شود. خیلی جالب است که در کنار عدم اجرای سند تحول، در دولت قبل، نیروی پرورشی در مدارس گرفته نمی‌شود و حتی اداره کل امور تربیتی که قلب معاونت پرورشی است، ادغام می‌شود تا کارایی خود را از دست بدهد. 

حجت‌الاسلام والمسلمین پورثانی پس از اعلام وضعیت نیروی پرورشی و وضعیت ساختاری، درباره فضا‌های پرورشی نیز افزود:
تقریبا اکثر فضا‌های پرورشی در سال‌های اخیر و قبل از روی کار آمدن این دولت، به یک متروکه تبدیل شده بودند.
ما تقریبا ۳۴۶ اردوگاه دانش‌آموزی داریم. اردوگاه‌هایی داشتیم که مثل برخی از مغازه‌ها بعد از ۲۰ و ۳۰ سال کرکره مغازه را بالا می‌کشند، واقعا کرکره اردوگاه بالا کشیده شد و مدیران اردوگاه‌ها می‌گفتند تازه پس از سال‌ها این اردوگاه‌ها، دانش‌آموز به خود دیده‌اند. 

وی گفت: در بحث محتوا هم حوزه پرورشی نه به طور صد درصدی، اما خیلی از جا‌ها به یک حوزه کناردستی و کیفیت‌بخشی تبدیل شده و دیده شده است. یعنی دیدی که به یک عنصر موثر تربیتی در مدرسه بوده به یک عنصر کناردستی تبدیل شده بود که نه کلاسی در مدرسه دارد و نه هیچی. 

آموزش و پرورش در سه ضلع اصلی کار تربیتی با مشکل مواجه است

حجت‌الاسلام والمسلمین پورثانی تصریح کرد: مربی پرورشی ما در مدرسه از ابزار لازمی که باید برای تربیت دانش آموزان بهره‌مند باشد، نیست؛ لذا عنصر محتوا، نیروی انسانی و فضا، سه ضلع اصلی کار تربیتی، امروز در هر سه این موارد مشکل داریم، کمبود داریم و احساس می‌کنیم تا رسیدن آن جایی که مطلوب است، فاصله بسیار زیادی داریم.

معاون وزیر آموزش و پرورش با بیان اینکه آموزش و پرورش امروز قریب ۱۱۲ هزار مدرسه یعنی ۶۰۰ هزار کلاس درس و قریب ۱ میلیون همکار فرهنگی دارد، گفت: ظرفیت به این بزرگی حتما به تنهایی توسط آموزش و پرورش قابل جمع کردن نیست. آقا فرمودند دستگاه آموزش و پرورش با بقیه دستگاه‌ها قابل مقایسه نیست، بقیه دستگاه‌ها نیرو را استفاده می‌کنند ولی وزارت آموزش و پرورش نیروی انسانی را تربیت می‌کند. حضرت آقا فرمودند مصالح کشور و نکات دیگر را معاونت پرورشی با رویکرد عقلانی برای دانش‌آموزان جا بیاندازد؛ بنابراین ما نه فقط گروه‌های مردمی بلکه از نهاد‌های انقلابی و گروه‌هایی که دغدغه تربیت را دارند استقبال می‌کنیم.