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哈佛大学研发新型 CMOS 芯片,胜利绘制 2000 个大

IT之家 2 月 17 日新闻,哈佛年夜学的研讨团队胜利开辟出一种互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片,该芯片内置了 4096 个微孔电极阵列,可能记载多个神经细胞的电运动。据《天然》杂志报道,借助这一芯片,研讨团队胜利绘制了 2000 个年夜鼠神经元的图谱,并映射出超越 7 万个神经元之间的衔接。该芯片不只能够丈量每个衔接的旌旗灯号强度,还能辨认旌旗灯号范例。这一结果在神经迷信研讨范畴存在里程碑意思,它使得迷信家可能准确地绘制年夜脑内神经衔接的每一个细节。现在,电子显微镜固然可能可视化突触衔接,但无奈丈量跟记载旌旗灯号的传输。而另一种技巧 —— 膜片钳电极(patch-clamp electrode)固然可能准确记载幽微的神经旌旗灯号,但仅能丈量大批细胞,限度了其在年夜范围神经元研讨中的利用。据IT之家懂得,新型 CMOS 芯片的呈现,让研讨职员可能研讨大批神经元之间的彼此感化,从而懂得这些运动怎样招致庞杂的头脑进程,如思考跟进修。研讨职员表现,每个微孔电极相似于一个膜片钳电极,经由过程在单个芯片中集成超越 4000 个如许的阵列,他们可能无效监测数千个神经元。“与 2020 年开辟的垂直纳米针电极技巧比拟,微孔电极不只可能更好地与神经元外部耦合,并且制作进程更为轻便。”研讨职员王军(Jun Wang,音译)表现,“这种易用性是咱们研讨的另一个主要特色。”研讨团队应用 4096 个微孔胜利监测了超越 3600 个年夜鼠神经元,胜利率到达近 90%。在此基本上,他们记载了超越 7 万个衔接,这一数字是此前 300 个衔接记载的 200 多倍。只管获得了如斯明显的停顿,但间隔绘制人脑图谱另有很长的路要走。人类年夜脑均匀领有 860 亿个神经元,假设每个神经元均匀有 35 个衔接,这象征着咱们的年夜脑中至少有 30.1 亿个突触衔接。“在胜利实现年夜范围并行细胞内记载后,最年夜的挑衅是怎样剖析海量的数据。”研讨职员韩东赫(Donhee Ham)表现,“咱们曾经在这方面获得了长足的提高,从这些数据中取得了对于突触衔接的深入看法。现在,咱们正在努力于开辟一种可用于活体年夜脑的新计划。”假如该团队可能在活体年夜脑中胜利实现神经衔接的映射,这一结果将为多项技巧提高供给可能。比方,它可用于人工智能练习,乃至用于开辟更高效的 AI 芯片,从而在不用耗大批电力的情形下实现宏大的盘算才能。别的,这一技巧还可利用于心思安康研讨,辅助迷信家懂得突触衔接的运动(或异样运动)怎样影响年夜脑的感知。