科幻場景正加速變?yōu)楝F(xiàn)實。日本東北大學(xué)等團(tuán)隊近日在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表重磅研究,首次成功訓(xùn)練培養(yǎng)皿中的大鼠活體神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),完成生成正弦波、三角波乃至混沌信號等復(fù)雜計算任務(wù),標(biāo)志著生物計算與腦機(jī)融合領(lǐng)域取得里程碑式突破。
![]()
AI生成
研究團(tuán)隊利用微流控芯片技術(shù),將大鼠皮層神經(jīng)元精準(zhǔn)分區(qū)定植,既保持細(xì)胞秩序又允許相互連接,構(gòu)建出穩(wěn)定的生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BNN)。通過 26400 通道高密度微電極陣列,研究人員實時記錄神經(jīng)元電信號,經(jīng)濾波解碼后轉(zhuǎn)化為輸出;再將誤差信號以電脈沖形式回輸,形成閉環(huán)反饋回路,結(jié)合 FORCE 學(xué)習(xí)算法持續(xù)優(yōu)化性能。
實驗顯示,該系統(tǒng)不僅能穩(wěn)定生成 4 秒至 30 秒不同時長的周期信號,更成功復(fù)現(xiàn)洛倫茲吸引子混沌軌跡,三維預(yù)測與目標(biāo)信號相關(guān)性超 0.8,展現(xiàn)出強大的高維動力學(xué)特性。與傳統(tǒng)硅基芯片相比,活體神經(jīng)元具備超低功耗、強自適應(yīng)、自修復(fù)等天然優(yōu)勢,能效比遠(yuǎn)超現(xiàn)有 AI 硬件。
“這證明活體神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)不僅是生命系統(tǒng),更可作為革命性計算資源。” 項目負(fù)責(zé)人山本英敏教授表示,該技術(shù)為破解大腦工作機(jī)制提供新路徑,也為低功耗生物計算芯片、腦機(jī)接口、藥物篩選與神經(jīng)疾病模擬開辟全新方向。
目前系統(tǒng)仍存在 330 毫秒延遲、長期穩(wěn)定性不足等局限。團(tuán)隊計劃優(yōu)化算法、縮短反饋延遲,推動技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)。業(yè)內(nèi)評價,此次突破打通生物神經(jīng)與機(jī)器學(xué)習(xí)壁壘,預(yù)示 “生物 - 硅基混合智能” 時代加速到來,或?qū)⒅厮芪磥碛嬎闩c人工智能產(chǎn)業(yè)格局。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.