Celda de memoria a la nanoescala puede imitar la memoria a largo plazo del cerebro

Con el desarrollo de una celda de memoria electrónica, un equipo de investigadores de la Universidad RMIT han imitado la forma en que el cerebro humano procesa la información a largo plazo.

Ilustración se neuronas del cerebro humano. Crédito de la imagen: Renjith Krishnan (Freedigitalphotos.net)

Ilustración se neuronas del cerebro humano. Crédito de la imagen: Renjith Krishnan (Freedigitalphotos.net)

Los investigadores del Centro de Investigación MicroNano (MNRF) han construido la primera celda electrónica de memoria multi-estado del mundo, que refleja la capacidad del cerebro de simultáneamente procesar y almacenar múltiples hebras de información.

El desarrollo de la nanomemoria les acerca a la imitación de los aspectos electrónicos esenciales del cerebro humano – un paso vital hacia la creación de un cerebro biónico – que podría ayudar a crear nuevos tratamientos para enfermedades neurológicas como el Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

El líder del proyecto, Dr. Sharath Sriram ha dicho que el desarrollo innovador imita la forma en que el cerebro utiliza la memoria a largo plazo: “esto es lo más cerca que hemos llegado a la creación de un sistema similar al cerebro, con una memoria que aprende y almacena la información analógica, y con una recuperación rápida de la información almacenada”.

“El cerebro humano es un ordenador analógico extremadamente complejo … su evolución se basa en sus experiencias anteriores, y hasta ahora esa funcionalidad no se ha podido reproducir de manera adecuada con la tecnología digital”.

La capacidad de crear celdas analógicas de memoria de alta densidad, y ultra-rápidas, allana el camino para imitar redes neuronales biológicas muy avanzadas, añadió el investigador.

La investigación se basa en el descubrimiento anterior del RMIT de memorias ultrarrápidas en la nanoescala, utilizando un material funcional de óxido en forma de una película ultra-delgada: 10.000 veces más delgada que un cabello humano.

El autor principal del estudio, el Dr. Hussein Nili dijo que el descubrimiento es importante, ya que permite que la celda multi-estado almacene y procese la información de la misma manera que lo hace el cerebro.

“Piénsese en una cámara antigua que sólo podía tomar fotos en blanco y negro. La misma analogía se aplica aquí: en lugar de sólo memorias en blanco y negro, ahora tenemos memorias a todo color con sombras, luz y texturas – se trata de un paso importante”.

Si bien estos nuevos dispositivos son capaces de almacenar mucha más información que las memorias digitales convencionales (que almacenan sólo 0s y 1s), es su capacidad similar a la de un cerebro de recordar y retener la información anterior, que los hace sorprendentes.

“Hemos introducido defectos controlados en el material de óxido, junto con la adición de átomos metálicos, lo que resulta en todo el potencial del efecto ‘memresistivo’, en el que el comportamiento del elemento de memoria depende de sus experiencias pasadas”, dijo el Dr. Nili.

Las memorias a la nanoescala son precursores de los componentes de almacenamiento de una red compleja de inteligencia artificial, necesaria para desarrollar un cerebro biónico.

En opinión del Dr. Nili, la investigación tiene un sinnúmero de aplicaciones prácticas, incluyendo el potencial de que los científicos repliquen el cerebro humano fuera del cuerpo.

“Si se pudiera replicar un cerebro fuera del cuerpo, se minimizarían los problemas éticos que resultan del tratamiento y la experimentación en el cerebro, lo que puede conducir a una mejor comprensión de las enfermedades neurológicas”, concluyó el Dr. Nili.

Estudio: Hussein Nili, Sumeet Walia, Ahmad Esmaielzadeh Kandjani, Rajesh Ramanathan, Philipp Gutruf, Taimur Ahmed, Sivacarendran Balendhran, Vipul Bansal, Dmitri B. Strukov, Omid Kavehei, Madhu Bhaskaran, Sharath Sriram. Donor-Induced Performance Tuning of Amorphous SrTiO3Memristive Nanodevices: Multistate Resistive Switching and Mechanical Tunability. Advanced Functional Materials (2015), DOI: 10.1002/adfm.201501019

Fuente: RMIT University

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