Ma Clinique : L'information médicale par des professionnels de la santé
  • À la une
  • Actualités
  • Médecines douces
  • Chirurgie esthétique
  • Enfants
  • COVID-19NEW
Pas de résultat
View All Result
Ma Clinique : L'information médicale par des professionnels de la santé
Pas de résultat
View All Result

Accueil » Actualités médicales » Un nouveau memristor neuromorphique imite le cerveau humain dans un apprentissage efficace

Un nouveau memristor neuromorphique imite le cerveau humain dans un apprentissage efficace

par Ma Clinique
20 avril 2020
dans Actualités médicales
Temps de lecture : 3 min

picture20162f32fartificially_colored_mri_scan_of_human_brain-daisy_daisy_a8c5d8bbbf824bc8932308e30187510f-620x480-1149466

Il y a seulement 10 ans, les scientifiques travaillant sur ce qu'ils espéraient ouvrir une nouvelle frontière de l'informatique neuromorphique ne pouvaient que rêver d'un appareil utilisant des outils miniatures appelés memristors qui fonctionneraient / fonctionneraient comme de vraies synapses cérébrales.

Mais maintenant, une équipe de l'Université du Massachusetts à Amherst a découvert, alors qu'elle était en voie de mieux comprendre les nanofils de protéines, comment utiliser ces filaments biologiques conducteurs d'électricité pour fabriquer un dispositif de mémorisation neuromorphique, ou « transistor à mémoire ». Il fonctionne extrêmement efficacement à très faible puissance, comme le fait le cerveau, pour transporter des signaux entre les neurones. Les détails sont en Communications Nature.

En tant que premier auteur Tianda Fu, un doctorat. candidat en génie électrique et informatique, explique, l'un des plus grands obstacles à l'informatique neuromorphique, et celui qui le rendait inaccessible, est que la plupart des ordinateurs conventionnels fonctionnent à plus de 1 volt, tandis que le cerveau envoie des signaux appelés potentiels d'action entre les neurones à environ 80 millivolts – plusieurs fois plus faible. Aujourd'hui, une décennie après les premières expériences, la tension du memristor a été atteinte dans une plage similaire à celle d'un ordinateur conventionnel, mais descendre en dessous de cela semblait improbable, ajoute-t-il.

Fu rapporte qu'en utilisant des nanofils de protéines développés à UMass Amherst à partir de la bactérie Geobacter par le microbiologiste et co-auteur Derek Lovely, il a maintenant mené des expériences où les memristors ont atteint des tensions neurologiques. Ces tests ont été effectués dans le laboratoire du chercheur et co-auteur en génie électrique et informatique Jun Yao.

C'est la première fois qu'un appareil peut fonctionner au même niveau de tension que le cerveau. Les gens n'osaient probablement même pas espérer que nous pourrions créer un appareil aussi économe en énergie que les homologues biologiques d'un cerveau, mais nous avons maintenant des preuves réalistes de capacités de calcul à ultra-faible puissance. C'est une percée conceptuelle et nous pensons que cela va provoquer beaucoup d'exploration en électronique qui fonctionne dans le régime de tension biologique. « 

Jun Yao, co-auteur, chercheur UMass Amherst

Lovely souligne que les nanofils de protéines électriquement conductrices de Geobacter offrent de nombreux avantages par rapport aux nanofils de silicium coûteux, qui nécessitent des produits chimiques toxiques et des processus à haute énergie pour être produits. Les nanofils de protéines sont également plus stables dans l'eau ou les fluides corporels, une caractéristique importante pour les applications biomédicales. Pour ce travail, les chercheurs coupent les nanofils des bactéries afin que seule la protéine conductrice soit utilisée, ajoute-t-il.

Fu dit que lui et Yao avaient décidé de mettre les nanofils purifiés à l'épreuve, pour voir de quoi ils étaient capables à différentes tensions, par exemple. Ils ont expérimenté un modèle marche-arrêt pulsé de charge positive-négative envoyé à travers un minuscule fil métallique dans un memristor, ce qui crée un interrupteur électrique.

Ils ont utilisé un fil métallique car les nanofils de protéines facilitent la réduction des métaux, modifiant la réactivité des ions métalliques et les propriétés de transfert d'électrons. Lovely dit que cette capacité microbienne n'est pas surprenante, car les nanofils bactériens sauvages respirent et réduisent chimiquement les métaux pour obtenir leur énergie comme nous respirons l'oxygène.

Comme les impulsions marche-arrêt créent des changements dans les filaments métalliques, de nouvelles ramifications et connexions sont créées dans le petit appareil, qui est 100 fois plus petit que le diamètre d'un cheveu humain, explique Yao. Il crée un effet similaire à l'apprentissage – de nouvelles connexions – dans un vrai cerveau. Il ajoute: « Vous pouvez moduler la conductivité ou la plasticité de la synapse à nanofils-memristor afin qu'elle puisse émuler des composants biologiques pour une informatique inspirée du cerveau. Comparé à un ordinateur conventionnel, cet appareil a une capacité d'apprentissage qui n'est pas basée sur un logiciel. « 

Fu se souvient: « Dans les premières expériences que nous avons faites, les performances des nanofils n'étaient pas satisfaisantes, mais cela nous a suffi pour continuer. » Sur deux ans, il a vu une amélioration jusqu'à un jour fatidique où ses yeux et ceux de Yao étaient rivés par des mesures de tension apparaissant sur un écran d'ordinateur.

« Je me souviens du jour où nous avons vu cette grande performance. Nous avons regardé l'ordinateur pendant que le balayage de tension était mesuré. Il continuait à baisser et nous nous disions: » Wow, ça marche.  » C'était très surprenant et très encourageant. « 

Fu, Yao, Lovely et ses collègues prévoient de poursuivre cette découverte avec plus de recherches sur les mécanismes et «d'explorer pleinement la chimie, la biologie et l'électronique» des nanofils de protéines dans les memristors, explique Fu, ainsi que les applications possibles, qui pourraient inclure un dispositif pour surveiller la fréquence cardiaque, par exemple. Yao ajoute: « Cela offre de l'espoir dans la faisabilité qu'un jour cet appareil puisse parler aux neurones réels des systèmes biologiques. »

La source:

Université du Massachusetts Amherst

★★★★★

Précédent

Une étude ajoute des preuves croissantes que l'auto-immunité joue un rôle dans la maladie de Parkinson

Suivant

Wavelength Pharmaceuticals élargit sa gamme d'ingrédients pharmaceutiques clés pour les patients COVID-19 gravement malades

Ma Clinique

Ma Clinique

L'équipe Ma Clinique : professionnels de la santé et spécialistes en médecine générale. Notre objectif est de vous fournir les informations dont vous avez besoin pour prendre des décisions éclairées sur vos soins de santé.

En rapport avec cet article

L'entraînement aérobique et musculaire pourrait aider à garder le cerveau jeune
Actualités médicales

L’entraînement aérobique et musculaire pourrait aider à garder le cerveau jeune

30 septembre 2023
La caféine peut retarder le sommeil paradoxal et modifier le flux sanguin vers le cerveau
Actualités médicales

La caféine peut retarder le sommeil paradoxal et modifier le flux sanguin vers le cerveau

30 septembre 2023
Comment un nouveau traitement impliquant des cellules B peut aider à lutter contre les maladies auto-immunes
Actualités médicales

Comment un nouveau traitement impliquant des cellules B peut aider à lutter contre les maladies auto-immunes

30 septembre 2023
L'obésité peut augmenter la gravité des symptômes de la ménopause et rendre l'hormonothérapie moins efficace
Actualités médicales

L’obésité peut augmenter la gravité des symptômes de la ménopause et rendre l’hormonothérapie moins efficace

29 septembre 2023
La photothérapie pour la maladie d'Alzheimer pourrait aider à éliminer les protéines toxiques du cerveau endormi
Actualités médicales

La photothérapie pour la maladie d’Alzheimer pourrait aider à éliminer les protéines toxiques du cerveau endormi

29 septembre 2023
Un nouveau médicament pourrait aider à perdre du poids et à réduire la graisse en imitant l'exercice
Actualités médicales

Un nouveau médicament pourrait aider à perdre du poids et à réduire la graisse en imitant l’exercice

29 septembre 2023

Articles populaires

Le guide complet pour comprendre et choisir les draps d'examen

Le guide complet pour comprendre et choisir les draps d’examen

25 septembre 2023
L'accompagnement par un patient aidant pour mieux vivre avec le cancer

L’accompagnement par un patient aidant pour mieux vivre avec le cancer

22 septembre 2023
Santé visuelle : À la découverte de Générale d’Optique

Santé visuelle : À la découverte de Générale d’Optique

20 septembre 2023
4 éléments à connaître sur le millepertuis

4 éléments à connaître sur le millepertuis

19 septembre 2023
Devenir un professionnel de la rééducation : formation kinésithérapie

Devenir un professionnel de la rééducation : formation kinésithérapie

13 septembre 2023

Articles recommandés

Comment savoir si vous êtes enceinte ?

Comment savoir si vous êtes enceinte ?

18 juillet 2022
L’auriculothérapie contre l’anxiété préopératoire

L’auriculothérapie contre l’anxiété préopératoire

7 février 2022
Transfert de pharmacie : les règles d’or à respecter

Transfert de pharmacie : les règles d’or à respecter

28 septembre 2022
Comment fonctionne une cigarette électronique ?

Comment fonctionne une cigarette électronique ?

19 octobre 2022
Comment soigner l’insomnie psychophysiologique naturellement ?

Comment soigner l’insomnie psychophysiologique naturellement ?

26 avril 2023
Comment manger avant un entraînement sportif matinal ?

Comment manger avant un entraînement sportif matinal ?

20 octobre 2020

Nos peurs et nos croyances sur la maladie et la santé nous influencent

3 avril 2021
Bienfaits de la physiothérapie

Les bienfaits de la physiothérapie

12 octobre 2020
La chirurgie esthétique en forte hausse en Russie.

La chirurgie esthétique en forte hausse en Russie

23 mars 2022
Tout ce qu’il faut savoir sur une prothèse dentaire amovible

Tout ce qu’il faut savoir sur une prothèse dentaire amovible

9 décembre 2022
Syndrome de l'intestin irritable : quels sont les traitements ?

Syndrome de l’intestin irritable : quels sont les traitements ?

6 octobre 2022
Dentifrice solide : comment et pourquoi l’utiliser ?

Dentifrice solide : comment et pourquoi l’utiliser ?

7 septembre 2022

Qui sommes-nous ?

Ma Clinique

Ma Clinique : L'information médicale par des professionnels de la santé.

Ma Clinique est géré par des professionnels de la santé qui ont à cœur de fournir des informations médicales précises et actualisées. Nous sommes une équipe de médecins et d'autres professionnels de la santé, et avons des années d'expérience dans le domaine de la médecine.

Nous trouver

Ma Clinique
11 rue Jules Ferry
01500 Ambérieu-en-Bugey
France

Articles récents

La dépression et l’anxiété pourraient-elles être des signes précoces de SEP ?

La dépression et l’anxiété pourraient-elles être des signes précoces de SEP ?

1 octobre 2023
La chirurgie bariatrique pourrait réduire le risque de cancer du sang chez les femmes obèses

La chirurgie bariatrique pourrait réduire le risque de cancer du sang chez les femmes obèses

30 septembre 2023
L'entraînement aérobique et musculaire pourrait aider à garder le cerveau jeune

L’entraînement aérobique et musculaire pourrait aider à garder le cerveau jeune

30 septembre 2023
L'Université de Birmingham lance 5 nouvelles études majeures axées sur la gestion du diabète de type 1

Une étude montre que la consanguinité peut augmenter le risque de diabète de type 2 et d’autres maladies courantes

30 septembre 2023

Notre équipe

  • Florence Bretille
  • Jules Gilbault
  • Ma Clinique
  • Stéphane Cohen
  • Mentions légales
  • Contactez-nous

© 2023 Copyright - L'information médicale par des professionnels de la santé.

Pas de résultat
View All Result
  • À la une
  • Actualités
  • Médecines douces
  • Chirurgie esthétique
  • Enfants
  • COVID-19

© 2023 Copyright - L'information médicale par des professionnels de la santé.

Ce site utilise les cookies. En continuant votre navigation sur ce site, vous acceptez l'utilisation des cookies afin d'assurer le bon déroulement de votre visite et de réaliser des statistiques d'audience. Visitez nos mentions légales .