العلماء يطورون خلايا دماغية اصطناعية تعمل بالضوء بدلا من الإشارات العصبية
تاريخ النشر: 22nd, March 2025 GMT
طوّر باحثون في المختبر الدولي الأيبيري لتكنولوجيا النانو خلية عصبية اصطناعية من مواد شبه موصلة، تُعالج المعلومات الضوئية من خلال تذبذبات ذاتية الاستدامة، محاكية بذلك سلوك الخلايا العصبية البيولوجية بدقة، ويُمثل هذا التطور خطوة مهمة نحو أنظمة حوسبة عصبية فعّالة تعتمد على الضوء.
وتعرف التذبذبات العصبية، والتي تُسمى أيضا موجات الدماغ، بأنها أنماط إيقاعية للنشاط الكهربائي في الدماغ، تحدث عندما تُطلق الخلايا العصبية (خلايا الدماغ) إشارات كهربائية بشكل متزامن ومتكرر.
هذه التذبذبات ضرورية لوظائف الدماغ لأنها تساعد في مهام مثل تنسيق التواصل بين مناطق الدماغ المختلفة، الأمر الذي يعزز مهام التفكير والتعلم والحركة والذاكرة والتعلم
وعلى سبيل المثال، ترتبط بعض التذبذبات، مثل موجات ثيتا (4-8 هرتز) في منطقة الحُصين، بتكوين الذاكرة، وتساعد موجات جاما الأسرع (30-100 هرتز) على حل المشكلات ومعالجة المعلومات المعقدة، وأثناء النوم، تساعد تذبذبات الموجات البطيئة (مثل موجات دلتا، 0.5-4 هرتز) على تخزين الذكريات والتخلص من الفضلات من الدماغ.
وبحسب الدراسة، التي نشرها الفريق البحثي في دورية ساينتفك ريبورتس، تستخدم هذه الخلايا الاصطناعية الجديدة الإشارات الضوئية (تحديدا الأشعة تحت الحمراء) بدلا من الإشارات الكهربية لمعالجة المعلومات، وتتصرف هذه الخلايا العصبية كخلايا دماغية حقيقية بإرسال إشارات إيقاعية، والتي تعد ضرورية لوظائف مثل التعلم والذاكرة والتعرف على الأنماط.
إعلانوتستخدم هذه الخلايا مواد شبه موصلة خاصة مصنوعة من زرنيخيد الغاليوم، وهي مادة تدعم ظاهرة "النفق الكمي"، وهذا يسمح بالتحكم الدقيق في الإشارات الكهربائية.
وقد اختبر العلماء الخلية العصبية الاصطناعية في ظروف مختلفة، في الظلام مثلا لم تتذبذب الخلايا وبقيت في حالة مستقرة، ومع التعرض للضوء بدأت بالتذبذب، محاكية النشاط النبضي للخلايا العصبية الحقيقية.
وتم تحقيق ذلك باستخدام تأثير كمي يُسمى المقاومة التفاضلية السلبية، ويعني أن الخلية العصبية يمكنها تغيير حالتها بناءً على الضوء المُدخل.
ولهذا الاكتشاف آثار مهمة الذكاء الاصطناعي، حيث تعالج أجهزة الكمبيوتر التقليدية المعلومات خطوة بخطوة (المعالجة التسلسلية)، ولكن يمكن لهذه الخلايا العصبية التي تعمل بالضوء معالجة العديد من الإشارات في وقت واحد (المعالجة المتوازية)، وهذا يجعل الذكاء الاصطناعي أشبه بالدماغ وأكثر كفاءة.
كما يمكن لهذه التقنيات أن تكون مفيدة في الحوسبة العصبية فائقة الكفاءة، حيث تستهلك رقائق الذكاء الاصطناعي الحالية الكثير من الطاقة والمساحة، وفي المقابل لا تتطلب هذه الخلايا العصبية الضوئية دوائر إضافية، وتعمل بالضوء، وهذا يقلل من استهلاك الطاقة.
وبالطبع فإن هذا النمط من الخلايا الاصطناعية يفيد في تطوير تعلم يشبه الدماغ لآلات المستقبل، حيث تستخدم الأدمغة الحقيقية التذبذبات للتعرف على الأنماط وتخزين الذكريات، وبالتبعية يمكن استخدام هذه الخلايا العصبية في أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تتعلم بشكل طبيعي أكثر.
الآن، يهدف العلماء إلى دمج العديد من الخلايا العصبية الاصطناعية لإنشاء شبكات قادرة على أداء مهام معقدة، ومن ثم نقل البحث العلمي إلى مستوى تطبيقات أكثر فاعلية.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات رمضان الخلایا العصبیة
إقرأ أيضاً:
المغرب يدعو إلى ريادة إفريقية في مجال الذكاء الاصطناعي
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
دعا المغرب إلى تطوير ذكاء اصطناعي إفريقي أخلاقي وسيادي ومسؤول، مشددًا على أهمية تعبئة الجهود لتحقيق تنمية مستدامة وسلام وأمن في القارة السمراء.
جاء ذلك خلال كلمة ألقاها وزير الشؤون الخارجية والتعاون الإفريقي والمغاربة المقيمين بالخارج، ناصر بوريطة، عبر تقنية الاتصال المرئي أمام الاجتماع الوزاري لمجلس السلم والأمن التابع للاتحاد الإفريقي، الذي ترأسه المغرب خلال شهر مارس.
وأكد بوريطة أن "مستقبل الذكاء الاصطناعي في إفريقيا يجب أن ينبع من القارة ويخدم مصالحها"، مشيرًا إلى أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يكون أداة للتنمية أو وسيلة لتفاقم الانقسامات إذا أسيء استخدامه.
كما استعرض التحديات المرتبطة بالذكاء الاصطناعي، مشيرًا إلى الارتفاع الكبير في الهجمات الإلكترونية ومقاطع الفيديو المزيفة، فضلًا عن استخدام الطائرات بدون طيار من قبل الجماعات الإرهابية.
وشدد الوزير المغربي على ضرورة وضع إفريقيا في موقع الريادة العالمية في مجال الذكاء الاصطناعي، منوهًا بأن هذه التكنولوجيا تمثل فرصة لتحقيق نمو اقتصادي يصل إلى 15.7 تريليون دولار عالميًا بحلول عام 2030.
كما أشار إلى تحديات الوصول إلى الإنترنت في القارة، حيث لا يزال 60٪ من السكان غير متصلين، بينما تمثل المواهب الإفريقية أقل من 1٪ من الكفاءات العالمية في هذا المجال.
وفي إطار مواجهة هذه التحديات، اقترح المغرب إحداث صندوق إفريقي للذكاء الاصطناعي، وإرساء استراتيجية لجمع البيانات وتثمينها، بالإضافة إلى إطلاق برامج تدريب مكثفة لخلق نخبة إفريقية في هذا المجال.
كما أشار إلى مبادرات المغرب الرائدة، مثل استراتيجية "المغرب الرقمي 2030" وبرنامج تعليم الأطفال الذكاء الاصطناعي، إلى جانب استضافة الرباط لأول مركز إفريقي لليونيسكو للذكاء الاصطناعي.
واختتم بوريطة كلمته بتجديد التزام المغرب بدعم الجهود الإفريقية لتعزيز التنمية والاستقرار عبر الذكاء الاصطناعي، مؤكدًا على أهمية العمل الجماعي لتجنب العواقب السلبية لهذه التكنولوجيا المتقدمة.
IMG-20250320-WA0103 IMG-20250320-WA0102
بالفيديو.. رسالة من وسام حنا إلى هدى شديد على مسرح أكرم من مين