Kymmenen vuotta ensimmäisten teoreettisten ennusteiden jälkeen tutkijat ovat osoittaneet, että eristetty biologinen neuroni voi suorittaa laskennan, jota pidettiin mahdottomana. Scientific Reports -lehdessä julkaistut tutkimukset viittaavat siihen, että monimutkaisempien keinoneurojen käyttäminen parantaisi hermoverkkojen tehokkuutta.
Jos hermoverkot ratkaisevat kaikenlaisia laskentatehtäviä, mitä voi tehdä eristetty neuroni? Viimeisen viidenkymmenen vuoden ajan käytössä olleet mallit arvioivat, että sen kyvyt ovat rajalliset, ja juuri tämän mallin pohjalta nykyiset tekoälyt on rakennettu.
Kuitenkin ne ovat erityisen energiaa kuluttavia ja tehottomia verrattuna siihen, mitä luonto tekee, mikä saa jotkut tutkijat ajattelemaan, että neuroni voisi itse asiassa omata enemmän kykyjä.
Tutkijat ja tutkija Ranskan elektronisen, mikroelektronisen ja nanoteknologian instituutista (IEMN, CNRS/Univ. de Lille/Univ. Polytechnique Hauts-de-France), kognitiivisten ja laskennallisten neurotieteiden laboratoriosta (LNC2, INSERM/ENS - PSL) ja geenejä, synapseja ja kognitiota tutkivasta laboratoriosta (GSC, CNRS/Institut Pasteur) ovat osoittaneet, että eristetty neuroni pystyy suorittamaan enemmän loogisia laskentatehtäviä kuin aiemmin on yleisesti hyväksytty.
Nämä kuuluvat lineaarisesti erottamattomien operaatioiden kategoriaan, joita klassiset eristetyt keinoneuromallit eivät pysty ratkaisemaan. Tämä kyvyttömyys voisi olla yksi syy nykyisten verkkojen energiatehokkuuden puutteeseen.
Näissä tutkimuksissa biologiset neuronit ratkaisivat yksin ongelman, jossa on reagoitava vain, kun jännittävät ärsykkeet, jotka koodaavat muotoja, liittyvät toisiin, jotka koodaavat värejä. Neurojen laskentaa varten niitä stimuloidaan jännittävällä neurotransmitterilla, glutamaatilla. Tämä on vangittuna häkkeihin, joista se vapautuu laser-säteiden avulla, mikä mahdollistaa tarkan kontrollin neuronin stimulaatiossa. Eri paikat, joissa glutamaatti vaikuttaa, mahdollistavat neuronin suorittaa halutun operaation. Elektrodi, joka on kiinnitetty neuroniin, varmistaa, että se aktivoituu, kun olosuhteet ovat oikeat, ja se onnistuu siinä hyvin.
IEMN:n tiimi haluaa nyt selvittää, muodostaisivatko keinoneurot, joilla on tämä kyky, tehokkaampia keinoneuroverkkoja.