في الثمانينيات من القرن الماضي اهتمت شركات التكنولوجيا بالهندسة العصبية للإنسان دون تنفيذ أو تقدم يذكر.

وكان الهدف الأصلي محاكاة هذه البنية والوظيفة للشبكات العصبونية عبر شريحة السيليكون.

وبعد أكثر من 40 عاما شاركت شركة سامسونج رؤية جديدة تأخذ العالم خطوة أقرب إلى تحقيق الرقاقات العصبونية التي يمكن أن تحاكي الدماغ بشكل أفضل.

رؤية سامسونج

وتم نشر هذه الرؤية، التي تصورها كبار المهندسين والباحثين من الشركة وجامعة هارفارد، في شكل ورقة بحثية بعنوان الإلكترونيات العصبية التي تعتمد على نسخ ولصق الدماغ ضمن مجلة Nature Electronics، بحسب موقع ait التقني.

وأفضل تلخيص لجوهر الرؤية التي طرحها المؤلفون هو كلمتين، "نسخ" و "لصق".

وتقترح الورقة طريقة لنسخ خريطة الاتصال العصبي للدماغ باستخدام مصفوفة قطب نانوية متطورة، ولصق هذه الخريطة عبر شبكة ثلاثية الأبعاد عالية الكثافة لذاكرة الحالة الصلبة، التكنولوجيا التي كانت سامسونج رائدة فيها على مستوى العالم.



نهج النسخ واللصق

ومن خلال نهج النسخ واللصق هذا، يتصور المؤلفون إنشاء شريحة ذاكرة تقارب سمات الحوسبة الفريدة للدماغ – القوة المنخفضة والتعلم السهل والتكيف مع البيئة والاستقلالية والإدراك – التي كانت بعيدة عن متناول التكنولوجيا الحالية.

ويتكون الدماغ من عدد كبير من الخلايا العصبية، وخريطة الأسلاك الخاصة بها مسؤولة عن وظائف الدماغ. وبالتالي فإن معرفة الخريطة هي مفتاح الهندسة العكسية للدماغ.

وفي حين أن الهدف الأصلي للهندسة العصبية، التي تم إطلاقها في الثمانينيات، كان محاكاة مثل هذه البنية والوظيفة للشبكات العصبونية عبر شريحة السيليكون.

وثبت أنه صعب لأنه، حتى الآن، لا يعرف سوى القليل عن كيفية توصيل عدد كبير من الخلايا العصبونية معًا لإنشاء وظائف أعلى للدماغ.

لذلك تم تسهيل هدف هندسة الأشكال العصبية لتصميم شريحة مستوحاة من الدماغ بدلاً من تقليدها بدقة.

التشكيل العصبي للهندسة العكسية للدماغ

وتقترح هذه الورقة طريقة للعودة إلى الهدف الأصلي للتشكيل العصبي للهندسة العكسية للدماغ. ويمكن أن تدخل مصفوفة الأقطاب النانوية بشكل فعال عددًا كبيرًا من الخلايا العصبية حتى تتمكن من تسجيل إشاراتها الكهربائية بحساسية عالية.



تطوير رقاقات تشبه الدماغ

تعلم هذه التسجيلات المتوازية بشكل كبير داخل الخلايا خريطة الأسلاك العصبية. مما يشير إلى مكان اتصال الخلايا العصبية مع بعضها بعضًا ومدى قوة هذه الاتصالات. ومن ثم من هذه التسجيلات المنبهة، يمكن استخراج خريطة الأسلاك العصبية أو نسخها.

ويمكن بعد ذلك لصق الخريطة العصبية المنسوخة على شبكة مثل ذاكرات الفلاش التجارية في قرص SSD، أو مثل ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة RRAM. وذلك عن طريق برمجة كل ذاكرة بحيث يمثل توصيلها قوة كل اتصال عصبي في الخريطة المنسوخة.



خطوة إلى الأمام

وتتخذ الورقة خطوة إلى الأمام وتقترح استراتيجية للصق خريطة الأسلاك العصبية بسرعة على شبكة الذاكرة. ونظرًا لأن الدماغ البشري يحتوي على ما يقدر بنحو 100 مليار خلية عصبية ذات روابط تشابكية أكبر بألف مرة. فإن الشريحة العصبونية المثالية تتطلب 100 تريليون وحدة ذاكرة.

ويكون دمج هذا العدد الهائل من الذكريات عبر شريحة واحدة ممكنًا من خلال التكامل الثلاثي الأبعاد للذاكرة. وهي التكنولوجيا التي تقودها سامسونج.

علاوة على ذلك وبالاستفادة من خبرتها الرائدة في تصنيع الرقاقات. تخطط سامسونج لمواصلة أبحاثها في الهندسة العصبية. وذلك من أجل توسيع ريادتها في مجال الجيل التالي من أشباه موصلات الذكاء الاصطناعي.