美南加州大學研究:人造大腦構建工程邁重要一步

美國南加州大學的研究人員在人造大腦領域獲得一項重要進展，他們用碳奈米管成功製造出了一個能模擬大腦突觸功能的電路，可實現神經細胞的功能，為構建人工合成大腦奠定了基礎。研究人員在日前舉行的2011年IEEE/NIH生命科學系統與應用研討會上公佈了這一研究成果。

突觸是神經元之間、神經元與肌細胞之間通信的特異性接頭，是形成感覺和思維的關鍵部位，同時也是大腦的基本組成部分之一。碳奈米管是由六邊形碳環微結構單元組成的一種奈米材料，其直徑比鉛筆芯還要細100萬倍，具有獨特的力學、電學和化學性能，在電路中可作為導體或半導體。由南加州大學維特比工學院電子工程系教授艾麗絲·帕克和周崇武（音譯）領導的這個研究小組，採用跨學科的研究方法和奈米電路設計技術，成功製造出了能模擬突觸功能的碳奈米管電路。

帕克從2006年便開始探討開發人工大腦的可能性。他說：“製造出人工突觸將是整個過程的第一步。而人腦中有1000億個神經元，每個神經元都與至少10000個突觸相連，如何建立模擬大腦功能的神經結構和連接，是我們下一步更為複雜的工作。”

帕克表示，未來幾十年內人類或許就能在人造大腦領域獲得重大突破，即便未能實現，至少也會開發出能模擬大腦部分功能的設備。但無論怎樣，其中關鍵的一步在於如何利用邏輯電路來模擬大腦的可塑性，因為在人類的整個生命過程中，大腦會不斷產生新的神經元和新的連接，要想通過電路來模擬這一過程將是一個非常艱巨的任務。不過，帕克相信，隨著醫療技術的發展和科學家對人腦認識的進一步深入，不遠的未來，我們或許就能用奈米技術對外傷性腦損傷進行治療，另外，也可以用這種技術製造出更智慧更安全的汽車。

論文合著者、南加州大學維特比工學院的喬納森·喬希說，在該研究的最初階段，跨學科研究起到了關鍵作用，經常需要不同學科的多個工程師同時投入工作，最終周崇武和他的研究小組提供了理想的奈米技術動態電路。要解決今後面臨的問題同樣還要依靠這樣的合作，才能不斷找到新的解決方案。

科技日報 2011/04/25  王小龍 何屹

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Researchers create functioning synapse using carbon nanotubes (PHYSORG)