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    • Memristive Synapsen verbinden Gehirn und Siliziumspitzenneuronen

    Titel Memristive Synapsen verbinden Gehirn und Siliziumspitzenneuronen
    Autoren Alexantrou Serb, Andrea Corna, Richard George, Ali Khiat, Federico Rocchi, Marco Reato, Marta Maschietto, Christian Mayr, Giacomo Indiveri, Stefano Vassanelli, Themistoklis Prodromakis
    Zeitschrift Wissenschaftliche Berichte
    Datum 02/25/2020
    DOI 10.1038/s41598-020-58831-9
    Einführung Die Funktionsfähigkeit des Gehirns hängt von Netzwerken aus spikenden Neuronen ab, in denen Synapsen die Übertragung mit der Speicherung und Verarbeitung von Daten verbinden. Fortschritte in der Elektronik haben die Emulation von Neuronen und Synapsen erleichtert, und es entstehen nun Gehirn-Computer-Schnittstellen, die das Gehirn und vom Gehirn inspirierte Geräte verbinden. In dieser Studie werden memristive Verbindungen zwischen Gehirn und spikenden Siliziumneuronen vorgestellt, die die Übertragung und Plastizität tatsächlicher Synapsen nachahmen. Ein Memristor in Kombination mit einer Metall-Dünnschicht-Titanoxid-Mikroelektrode verbindet ein Siliziumneuron mit einem Neuron im Hippocampus der Ratte. Die Memristor-Plastizität ermöglicht die Anpassung der Verbindungsstärke, während die Übertragung durch gewichtete Stimuli durch das Dünnschichtoxid erleichtert wird, was Reaktionen hervorruft, die erregenden postsynaptischen Potenzialen ähneln. Die umgekehrte Verbindung vom Gehirn zum Silizium wird durch ein Mikroelektroden-Memristor-Paar erreicht. Wir zeigen ein Drei-Neuronen-Gehirn-Silizium-Netzwerk, in dem memristive Synapsen eine Langzeitpotenzierung oder -depression erfahren, die von der neuronalen Feuerungsrate beeinflusst wird.
    Zitat Alexantrou Serb, Andrea Corna und Richard George et al. Memristive Synapsen verbinden Gehirn und Siliziumspitzenneuronen. Sci Rep. 2020. Vol. 10. DOI: 10.1038/s41598-020-58831-9
    Element Silizium (Si) , Titan (Ti)
    Materialien Oxide , Chemische Verbindungen
    Themen Biomedizinische Materialien
    Industrie Elektronik
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