“الملح والماء” يمهدان الطريق لأجهزة كمبيوتر تحاكي الدماغ البشري

أثبت علماء الفيزياء النظرية والتجريبية أنه يمكن بناء نظام اصطناعي يحاكي وظائف الدماغ البشري، ما يمثل خطوة مهمة إلى الأمام في الحوسبة العصبية الأيونية.

ويعد الدماغ البشري بمثابة “نظام حاسوبي معقد” حاول العلماء منذ فترة طويلة محاكاته.

وفي حين أن أدمغتنا تعمل باستخدام الماء وجزيئات الملح الذائبة، التي تسمى الأيونات، كوسيط لها، فإن معظم أجهزة الكمبيوتر الحالية المستوحاة من عمل الدماغ تعتمد على المواد الصلبة التقليدية.

والآن، أوضح العلماء أن السر يكمن في المشبك العصبي للدماغ، الذي ينقل الإشارات بين الخلايا العصبية التي ترسل أوامر إلى مختلف أنحاء الجسم، بما في ذلك التحدث والمشي وتناول الطعام والتفكير.

ونجح الفريق، لأول مرة، في إنشاء مشبك عصبي صغير بقياس 150 × 200 ميكرومتر، يعتمد على الماء والملح، ويظهر القدرة على معالجة المعلومات المعقدة، ما يحاكي وظائف الدماغ.

وقال تيم كامسما، مرشح الدكتوراه في معهد الفيزياء النظرية بجامعة أوتريخت الهولندية: “نحن نقوم بمحاكاة السلوك العصبي بشكل فعال من خلال نظام يستخدم الوسيط نفسه (الملح والماء) الذي يستخدمه الدماغ”.

ويأتي هذا المشبك الاصطناعي على شكل قناة صغيرة مملوءة بمحلول من الماء والملح، حيث يؤثر التحفيز الكهربائي على الأيونات الموجودة في المحلول، ما يعكس بعد ذلك نشاط الخلايا العصبية.

وقال كامسما: “يشير هذا إلى إمكانية تصميم قنوات للاحتفاظ بالمعلومات ومعالجتها لفترات متفاوتة، وهو ما يشبه آليات التشابك العصبي التي لوحظت في أدمغتنا”.

وأضاف: “إنه تقدم حاسم في مجال أجهزة الكمبيوتر، ليس فقط القادرة على محاكاة أنماط الاتصال في الدماغ البشري، ولكن أيضا استخدام الوسيط نفسه. ربما يمهد هذا في نهاية المطاف الطريق لأنظمة الحوسبة التي تحاكي القدرات الاستثنائية للدماغ البشري بأمانة أكبر”.

نشرت النتائج في المجلة العلمية Proceedings of the National Academy of Sciences.