科学家开发全能人工神经

11月19日消息，科技媒体interesting engineering于昨日（11月18日）发布专题报道，指出科学家成功研发出能模拟大脑多个区域功能的单一人工神经元单元“transneuron”，标志着机器感知与响应外部世界的方式正朝着类人化方向迈进。

该研究由英国拉夫堡大学牵头，并与美国索尔克研究所及南加州大学合作完成。与仅能执行单一特定任务的传统人工神经元不同，transneuron可通过调整其内部电学参数，灵活切换视觉处理、行为规划与运动控制等不同功能模式，使硬件本身更贴近生物神经元的运作机制。

研究团队通过实验验证了“跨神经元”的模拟能力。他们向该装置输入电信号，并将其产生的脉冲响应与从猕猴大脑记录的真实神经元脉冲模式进行比对。

结果显示，通过微调电路的电压等参数，单个“跨神经元”能以70%至100%的惊人准确率，重现大脑三个特定区域的典型脉冲行为，包括稳定放电、不规则放电和快速爆发等多种活动模式。

拉夫堡大学的Alexander Balanov教授指出，仅需微小电学调整即可让该单元模拟不同类型的神经元，且其对环境压力、温度变化等因素表现敏感，这为构建新一代人工感知系统奠定了重要基础。

Transneuron的灵活性源于其核心纳米元件——忆阻器。当电流通过时，忆阻器内部的银原子会形成或断开微小的“原子桥”，这种物理结构的动态变化直接产生了多样化的电脉冲行为。

温度、电压和电阻的变化皆可改变其脉冲模式，从而在硬件层面实现无需软件干预的神经元功能切换。索尔克研究所的Sergei Gepshtein博士强调，这种机制使硬件不再是简单通过软件模拟大脑活动，而是真正以类脑的方式进行工作。

这篇发表于《自然·通讯》的研究，为未来科技发展勾勒出广阔前景。研究人员指出，该技术有望构建出“芯片上的大脑皮层”，为机器人打造具备感知、学习和环境适应能力的人工神经系统。

这将催生更节能高效的新型计算机，以及能像生物体般实时调整行为的类人机器人。此外，该类设备还能作为研究工具，帮助神经科学家深入理解脑区间通信机制，甚至探索意识形成的过程，或用于开发能与人类中枢神经系统交互的医疗设备。

附上参考地址

Artificial transneurons emulate neuronal activity in different areas of brain cortex