人造大脑将成现实？科学家研制有学习能力忆阻器

长久以来，科学家一直梦想着造出像大脑一样的电脑。大脑比电脑更加节能，而且还会自主学习，不需要任何编程。来自比勒菲尔德大学物理学系的高级讲师安迪·托马斯博士正在做这方面的努力，他的研究材料是忆阻器(memristor)，一种能够模仿神经功能的微电子元件。

　　托马斯及其同事在一年之前就 ​​制作出了一种具有学习能力的忆阻器。现在，安迪·托马斯利用这种忆阻器作为人工大脑的关键部件，他的研究结果将于近期发表在《物理学学报D辑：应用物理学》杂志上。

　　忆阻器由极薄的纳米薄膜制成，可用于连接电子回路。多年来，忆阻器一直被视为神经突触的电子版。突触是神经元之间联系的桥梁，神经元活动越多，这种突触联系也就越多。通常，一个神经元与其他神经元通过数千个突触进行联系。忆阻器可以接收来自电子回路的脉冲，并且在关掉电源后，仍能『记忆』先前通过的电荷量。因此，忆阻器允许透过的电流量取决于之前通过电流的强度及通过的时间。

　　安迪·托马斯解释说，因为忆阻器与突触的这种相似性，使其成为制造人工大脑——从而打造出新一代的电脑——的绝佳材料，『它使我们得以建造极为节能、耐用，同时能够自学的处理器。』托马斯的文章总结了自己的实验结果，并借鉴其他生物学和物理学研究的成果，首次阐述了这种仿神经系统的电脑如何将自然现象转化为技术系统，及其中应该遵循的几个原则。

　　这些原则包括，忆阻器应像突触一样，『注意』到之前的电子脉冲;而且只有当刺激脉冲超过一定的量时，神经元才会做出反应，忆阻器也是如此。正是由于这种特性，神经突触才能在大脑学习的过程中发挥关键作用。安迪·托马斯以巴甫洛夫的经典生理学实验为例，说明了学习的过程。如果狗看到食物，就会出现流口水的自然反应;如果狗每次看到食物时都听到铃声，那么铃声这种『中性』的刺激就会与引起反射反应的刺激联系起来。所以，最后狗即使没有看到食物，在听到铃声时也会流口水。