Bài báo có tiêu đề "Điện tử thần kinh dựa trên việc sao chép và dán não", được nhóm tác giả là những thành viên của Viện Công nghệ tiên tiến Samsung và giáo sư Đại học Harvard Ham Don-hee, giáo sư Đại học Harvard Park Hong-kun, Giám đốc điều hành Samsung SDS Hwang Sung-woo và Phó Chủ tịch Samsung Electronics Kim Ki-nam.

 

Bài báo gợi ý một cách sao chép bản đồ kết nối tế bào thần kinh của não bằng cách sử dụng một mảng điện cực nano do Ham và Park phát triển, và dán bản đồ này lên một mạng ba chiều mật độ cao gồm các chip nhớ trạng thái rắn.

 

Thông qua cách tiếp cận sao chép và dán này, các tác giả hình dung việc tạo ra một chip nhớ gần đúng với các đặc điểm tính toán của não bộ, chẳng hạn như năng lượng thấp, khả năng học tập dễ dàng, thích nghi với môi trường, tự chủ và nhận thức, vượt quá khả năng của công nghệ hiện có.

 

Bộ não bao gồm một số lượng lớn các tế bào thần kinh và bản đồ dây dẫn của chúng chịu trách nhiệm cho các chức năng của não. Do đó, kiến ​​thức về bản đồ này là chìa khóa để thiết kế ngược bộ não.

 

Kỹ thuật tạo hình thần kinh được đưa ra vào những năm 1980. Mục tiêu ban đầu là bắt chước cấu trúc và chức năng của mạng lưới tế bào thần kinh của não trên một con chip silicon. Nhưng điều này tỏ ra khó khăn vì cho đến nay vẫn còn rất ít người biết về cách thức mà số lượng lớn các tế bào thần kinh được kết nối với nhau để tạo ra các chức năng cao hơn của não.

 

Với rào cản này, mục tiêu của kỹ thuật hình thái thần kinh đã được nới lỏng để thiết kế một con chip lấy cảm hứng từ bộ não hơn là một thứ gì đó bắt chước giống hệt.

 

Tuy nhiên, bài báo mới nhất đề xuất một cách để quay trở lại mục tiêu cấu trúc thần kinh ban đầu của kỹ thuật đảo ngược não. Dãy điện cực nano có thể xâm nhập một cách hiệu quả vào một số lượng lớn các tế bào thần kinh để nó có thể ghi lại các tín hiệu điện của chúng với độ nhạy cao. Những bản ghi âm nội bào song song khổng lồ này thông báo cho bản đồ hệ thống dây thần kinh, cho biết vị trí các tế bào thần kinh kết nối với nhau và các kết nối này mạnh mẽ như thế nào. Từ các bản ghi này, bản đồ dây thần kinh có thể được trích xuất.

 

Sau đó, bản đồ tế bào thần kinh được sao chép có thể được dán vào mạng các chip nhớ không bay hơi, chẳng hạn như các bộ nhớ flash thương mại được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày trong các ổ đĩa thể rắn hoặc công nghệ bộ nhớ mới, chẳng hạn như các bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên điện trở (RRAM), bằng cách lập trình từng chip nhớ sao cho độ dẫn của nó thể hiện độ mạnh của từng kết nối nơ-ron trong bản đồ được sao chép.

 

Bài báo còn tiến thêm một bước nữa và đề xuất một chiến lược để dán nhanh bản đồ hệ thống dây thần kinh vào một mạng bộ nhớ. Một mạng lưới bộ nhớ không bay hơi được thiết kế đặc biệt có thể học và thể hiện bản đồ kết nối tế bào thần kinh khi được điều khiển trực tiếp bởi các tín hiệu được ghi lại nội bào. Đây là một sơ đồ tải trực tiếp bản đồ kết nối tế bào thần kinh của não lên chip nhớ.

 

Vì não người ước tính có khoảng 100 tỷ tế bào thần kinh và nhiều hơn một nghìn lần kết nối khớp thần kinh, nên chip thần kinh đa hình cuối cùng sẽ yêu cầu một công suất có thể chứa 100 nghìn tỷ tế bào thần kinh ảo và khớp thần kinh. Việc tích hợp một số lượng lớn các địa chỉ bộ nhớ trên một con chip sẽ có thể thực hiện được nhờ công nghệ tích hợp bộ nhớ 3D. Samsung là công ty đi đầu trong lĩnh vực công nghệ tích hợp bộ nhớ 3D.

 

“Tầm nhìn mà chúng tôi trình bày là rất tham vọng,” Ham được trích dẫn khi nói trong một thông cáo báo chí. "Nhưng làm việc hướng tới một mục tiêu anh hùng như vậy sẽ vượt qua ranh giới của trí thông minh máy móc, khoa học thần kinh và công nghệ bán dẫn."