شبکه‌های نانو«سیمی» ساختار شبکه‌ای مغز انسان را تقلید می‌کنند. اما آیا آنها می‌توانند مانند مغز انسان یاد بگیرند و به خاطر بسپارند؟ تحقیقات جدید نشان می‌دهد که همین طور است.
توانایی بی‌نظیر مغز برای پردازش اطلاعات تا حد زیادی به شبکه‌ای از اتصالات ایجاد شده توسط نورون‌ها و سیناپس‌ها نسبت داده می‌شود. در حالی که ما بسیاری از عملکردهای مغز را درک می‌کنیم، برخی از جنبه‌ها، مانند عملکردهای شناختی بالاتر مانند یادگیری و حافظه، همچنان رازهای زیادی در خود دارند.
در نوعی فناوری نانو، شبکه‌های نانوسیم (NWNs) معمولاً از سیم‌های نقره‌ای با رسانایی بالا ساخته می‌شوند که با چشم غیرمسلح نامرئی هستند. این شبکه‌ها با مواد پلاستیکی پوشانده می‌شوند. نانوسیم‌ها خود به خود جمع می‌شوند و شبکه‌ای پویا و پیچیده را تشکیل می‌دهند که توانایی حافظه‌ای و پردازشی مشابه مغز پیدا می‌کنند.
اکنون، یک تیم بین‌المللی به رهبری محققان دانشگاه سیدنی، ثابت کرده‌اند که NWN چقدر شبیه مغز انسان است.
زدنکا کونچیچ، یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: «این شبکه نانوسیم مانند یک شبکه عصبی مصنوعی است، زیرا نانوسیم‌ها مانند نورون‌ها عمل می‌کنند و مکان‌هایی که با یکدیگر متصل می‌شوند مشابه سیناپس‌ها هستند».
محققان برای اینکه بفهمند NWN تا چه حد عملکرد شناختی دارد، نسخه‌ای آزمایشی ساختند که برای ارزیابی حافظه کاری انسان استفاده می‌شود. نام این تست n-back است.
در مورد انسان‌هایی که آزمایش n-back را انجام می‌دهند مجموعه‌ای از حروف یا تصاویر دنباله‌دار نشان داده شوند. سپس آنها باید تعیین کنند که آیا موارد بعدی که به آنها نشان می‌دهد در مجموعه از قبل نشان داده بوده است یا خیر.
نمره n-back هفت متوسط است، که نشان می‌دهد فرد می‌تواند موردی را که هفت مورد قبل ظاهر شده است تشخیص دهد.
اما در مورد NWN، محققان آزمون n-back را به صورت دیگری انجام دادند. آنها ولتاژ الکترود‌های انتهایی را دستکاری کردند تا مسیر‌ها را مجبور به تغییر کنند، تا مسیرهای جدید در شبکه ایجاد کنند. محققان دریافتند که هدایت مسیرهای NWN ظرفیت حافظه و دقت آن را بهبود می‌بخشد.
یعنی محققان راهی برای تقویت مسیر‌هایی دلخواه پیدا کردند که شبکه آن را به خاطر می‌سپارد.»
هنگامی که آنها آزمایش n-back اصلاح شده را برای NWN انجام دادند، می‌توانست یک نقطه پایانی مورد نظر را در یک مدار الکتریکی تا ۷ مرحله، به یاد بیاورد، یعنی همتراز با حافظه انسان.
به گفته محققان، پس از تقویت مداوم NWN، به نقطه‌ای می‌رسد که حافظه ثابت می‌شود و نیازی به تقویت بیشتر نیست.
کونچیچ می‌گوید: «این چیزی شبیه تفاوت بین حافظه بلندمدت و حافظه کوتاه‌مدت در مغز ما است. اگر می‌خواهیم چیزی را برای مدت طولانی به خاطر بسپاریم، واقعاً باید به آموزش مغز خود ادامه دهیم تا آن را تثبیت کند، در غیر این صورت به مرور زمان فراموشش می‌کنیم.»
محققان می‌گویند که مطالعه آنها نشان می‌دهد که NWNها می‌توانند به روشی مشابه مغز انسان عمل کنند و می‌توانند برای بهبود رباتیک یا دستگاه‌های حسگر که نیاز به تصمیم‌گیری سریع دارند، استفاده شوند.
لوفلر گفت: «در این تحقیق، ما متوجه شدیم که عملکرد شناختی سطح بالا، که تصور می‌کنیم منحصر به مغز انسان باشد، می‌تواند در سخت‌افزار غیر زیستی تقلید شود. کار فعلی ما راه را برای تکرار یادگیری و حافظه شبیه مغز در سیستم‌های سخت‌افزاری غیر زیستی هموار می‌کند و نشان می‌دهد که ماهیت زیربنایی هوش مغز مانند ممکن است فیزیکی باشد.»
دیدگاه