Novos transistores imitam sinapses do cérebro humano

Um novo transistor projetado para imitar as estruturas do cérebro humano pode abrir caminho para os sistemas informatizados “pensarem” de forma cada vez mais eficiente como seres humanos, dizem os cientistas.


O transistor é o primeiro a imitar o processo utilizado pelas células cerebrais, ou neurônios, quando as células sinalizam um outro. O objetivo é construir os componentes do circuito em escala nanométrica, que pode ser utilizado em computadores de neurônios de inspiração, disse o físico e autor do estudo, Dominique Vuillaume do Instituto de Eletrônica, Microeletrônica e Nanotecnologia, na França.

“Esses computadores seriam úteis para as tarefas que os computadores tradicionais não são muito bons, especialmente o processamento de imagem e reconhecimento”, disse Vuillaume.

Transistores são o alicerce da eletrônica. Eles permitem o controle da corrente elétrica através de um circuito de amplificação ou comutação da corrente ligado e desligado.

Transistores Sinápticos

Da mesma forma, a sinapse, um pequeno espaço entre os neurônios vizinhos, é um componente crucial do cérebro. O neurônio transmite um pequeno impulso elétrico ao longo de seu comprimento, provocando a liberação de substâncias químicas chamadas neurotransmissores na sinapse. Os neurotransmissores atravessam a fenda sináptica e desencadeiam uma resposta no neurônio vizinho. O sincronismo dos pulsos elétricos determina a amplitude do sinal químico enviado. A frequência dessas estimulações determina a força ou a facilitação do sinal, gerando adaptações no neurônio denominadas de plasticidade de curto prazo, que acontece em milésimos de segundos.

Anteriormente a esse estudo, eram necessários pelo menos sete transistores para replicar a plasticidade de curto prazo. O novo transistor, composto por nanopartículas orgânicas, possui uma memória de um transistor de efeito de campo, ou NOMFET, para em breve replicar a plasticidade de curto prazo com apenas um.

“Isso é importante porque os transistores são menores, mais baratos e mais adaptáveis, tornando mais fácil a escala de algumas sinapses artificiais representando milhares”, disse Vuillaume.

Para construir o NOMFET, são necessárias nanopartículas de ouro colocadas em um cocho entra dois eletrodos. As partículas possuem apenas 20 nanômetros de diâmetro e são cobertas com uma camada extremamente fina de uma substância chamada pentaceno, que conduz eletricidade. Cargas positivas chamadas “holes” são criadas por elétrons na falta do pentaceno, para transmitir a corrente elétrica de forma espalhada através desse vale de ouro. Em cada entrada de tensão, alguns holes estão temporariamente presos pelo ouro, e isso altera a energia elétrica do transistor. Dependendo da voltagem utilizada, o NOMFET pode produzir resultados variáveis, assim como os neurônios humanos submetidos à plasticidade de curto prazo.

Devido a esta capacidade de adaptação, o NOMFET é mais flexível do que os transistores tradicionais, dizem os investigadores.

A pesquisa “é definitivamente um trabalho interessante e bem concebido”, disse Massimiliano Di Ventra, físico da Universidade da Califórnia em San Diego, que não esteve envolvido no estudo.

“O próximo passo, ‘disse Vuillaume’, é combinar vários transistores NOMFET juntos para ver como estão aproximados aos circuitos neurais reais”.

Para ler o artigo na íntegra, acesse o site da Revista Advanced Functional Materials.

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2 respostas para Novos transistores imitam sinapses do cérebro humano

  1. Adriano disse:

    Essa revista é mesmo muito interessante. Vale a pena assinar para ter os artigos na íntegra. Essa matéria é sensacional. Sugiro que você escreva mais coisas a respeito.

    Curtir

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