Forskare från UCLA och Japan har utformat en syntetisk synaps för användning i datorutrustning som efterliknar funktionen av synapser i den mänskliga hjärnan. Silversulfiden, nanoskala synaps, eller "atomomkopplare, "visar både kort- och långtidsminne i en grad som inte tidigare setts i solid-state-enheter.

I hjärnan, synapser är korsningen mellan neuroner som möjliggör överföring av elektriska meddelanden från en neuron till en annan. Efterliknar detta, silversulfidsynapsen består av två metallelektroder åtskilda av ett nanoskala gap. I deras studie, forskarna applicerade en spänning, eller "elektrisk meddelande, "till enheten med två olika intervall - en där ingångspulsen upprepades var 20:e sekund (lägre upprepning), den andra där den upprepades varannan sekund (högre upprepning).

Vid lägre upprepningshastighet, synapsen uppnådde ett högre ledningstillstånd direkt efter varje ingång, men den staten bleknade snabbt av sig själv. Detta speglar den kortsiktiga plasticiteten (STP) hos en mänsklig synaps. Vid högre upprepningshastighet, dock, synapsen uppnådde en permanent övergång till ett högre ledningstillstånd, framgångsrikt efterlikna den långsiktiga potentieringsmekanismen (LTP) för en mänsklig synaps.

STP- och LTP -aktiviteten för den syntetiska synapsen, säger forskarna, överensstämmer med psykologiska modeller för mänskligt minne- inklusive kort- och långtidsminne- och kan uppnås utan behov av extern förprogrammering eller dåligt skalbar programvara som för närvarande används i artificiella neurala nätverkssystem.

Forskningen representerar ett viktigt framsteg mot konstruktionen av artificiella neurala system som efterliknar egenskaper hos mänskligt minne och kognition och kan ha en betydande inverkan på den framtida utformningen av datorarkitektur.