باحثون يطورون شريحة إلكترونية لمحاكاة وظائف الدماغ

تمكّن فريق من الباحثين بجامعة بيكين، بالتعاون مع معهد شانغهاي للأجهزة الدقيقة وتقنية المعلومات التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، من تطوير شريحة إلكترونية مبتكرة تعتمد على "الميمريستور " (Memristor) تعمل بسرعة تضاهي سرعة استجابة الدماغ البشري.

أوضحت الدراسة الميدانية، التي نُشرت في مجلة Science العلمية، أن الشريحة الجديدة قادرة على معالجة الديناميكيات العصبية المعقدة وإعادة بناء نماذج ثلاثية الأبعاد لسطح الدماغ ومساراته في زمن يقل عن 10 أجزاء من الألف من الثانية (10 ميللي ثانية).

تتغلب الشريحة الجديدة على عقبة التباطؤ واستهلاك الطاقة العالي في أجهزة الكمبيوتر التقليدية، حيث تعتمد على تقنية "الحوسبة داخل الذاكرة (In-Memory Computing)، مما يلغي الحاجة إلى نقل البيانات المستمر بين وحدات المعالجة والذاكرة.

تبلغ مساحة الشريحة المصنعة بتقنية 40 نانومتر نحو 0.28 مللي متر مربع ، وأظهرت الاختبارات قدرتها على العمل بسرعة تفوق المعالجات المتخصصة بنحو 36 مرة وبكفاءة استهلاك طاقة أعلى بـ 24 مرة، كما سجلت تسارعاً يصل إلى 478 ضعفاً مقارنة برسم الأسطح المخية ثلاثية الأبعاد عبر وحدات معالجة الرسومات التقليدية.

أكد الخبراء أن هذا الابتكار يفتح آفاقاً واعدة لتطوير واجهات الدماغ والحاسوب(BCIs) ، والتوائم الرقمية للدماغ البشري، وأنظمة الملاحة الجراحية الدقيقة أثناء العمليات، بالإضافة إلى دعم أبحاث وتطوير علاجات أمراض الضمورة مثل آلزهايمر وبركنسون.