Robotik

Forscher stellen die Astrozytenzellfunktion in einem Hexapod-Roboter erfolgreich wieder her

Forscher stellen die Astrozytenzellfunktion in einem Hexapod-Roboter erfolgreich wieder her

Fortbewegung ist eine Leistung, die mühelos in der Natur ausgeführt wird, so dass es nicht weit hergeholt wäre zu sagen, dass wir es einfach aussehen lassen. Uns Menschen fiel es schwer, ein System zur Herstellung eines flüssigen Fortbewegungssystems zu konzipieren.

Die Neuronen in unserem Gehirn sind spezialisierte Zellen, die Impulse kommunizieren. Während des letzten Jahrhunderts hat die neurowissenschaftliche Forschung zu der falschen Annahme geführt, dass nur neuronale Zellen Informationen verarbeiten und speichern. Langsam aber sicher bricht dieses "Dogma der Neurocomputation" ein.

Neben Neuronen gibt es in unserem Gehirn auch Astrozyten (die Astro Ein Teil kommt von ihrer Form, die einem Stern ähnelt. Seit über einem Jahrhundert glaubte die neurowissenschaftliche Gemeinschaft, dass ihre Rolle nur darin besteht, den Raum zwischen Neuronen "auszufüllen". Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass diese Zellen eine wichtige Rolle bei verschiedenen Gehirnfunktionen wie Lernen und zentraler Mustererkennung (CPG) spielen.

Letzteres ist die Grundlage für viele wichtige zyklische Aktionen wie Atmen, Gehen, Schwimmen und so weiter.

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Obwohl wir uns der Astrozyten und ihrer Funktion jetzt bewusst sind, bauen wir immer noch unsere künstlichen neuronalen Netze auf, die nur die Neuronen modellieren. Angesichts der Lücke in diesem Bereich verwenden Wissenschaftler der Rutgers University Intel Loihi-Chips, um Algorithmen zu entwickeln, die die Gehirnfunktion nachahmen, die auch Astrozyten ins Bild bringt. Der Artikel ist auf arXiv vorveröffentlicht und das Team plant, ihn im Juli auf der ICONS 2020-Konferenz vorzustellen.

Konstantinos Michmizos, leitender Forscher an der Studie und Assistenzprofessor bei Rutgers, sagte gegenüber TechXplore: "Alles, was künstliche neuronale Netze tun und heutzutage viel tun, basiert auf dem Neurocomputing-Dogma, dass Gehirn gleich Neuronen ist. Astrozyten sind es zwei- bis zehnmal häufiger als Neuronen. Die Auswirkungen des Verstehens oder Nachahmens dessen, was mehr von der Hälfte des Gehirns tut, sind enorm. "

Das Erste seiner Art

Das von Michmizos geleitete Team hat die erste Studie durchgeführt, die darauf abzielte, das menschliche Gehirn in seiner Gesamtheit zu verstehen und zu replizieren. Die Verwendung von Astrozyten als zweites Verarbeitungssystem wurde bisher in neuronalen Netzwerken nicht versucht.

Michmizos machte auf die lohnende und faszinierende Natur ihrer neuen Richtung aufmerksam und fügte hinzu: "Das Hauptziel unserer jüngsten Studie war es, die mysteriöse Sprache zu verstehen, mit der Neuronen und Astrozyten miteinander sprechen, wenn wir unsere Welt lernen, denken und handeln durch den Aufbau von Algorithmen, die von diesem mysteriösen Dialog in unserem Gehirn inspiriert sind. "


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