Künstliche Synapse: Forscher reproduzieren erstmals das Gehirn

Die Universität Utrecht in den Niederlanden hat in Zusammenarbeit mit der Sogang Universität in Südkorea einen bemerkenswerten Fortschritt in der Informatikforschung gemacht. Diese Forscher haben eine künstliche Synapse entwickelt, die Wasser und Salz verwendet, ähnlich den biologischen Prozessen unseres Gehirns.

Dieses innovative Gerät bietet eine neue Perspektive auf vom menschlichen Gehirn inspirierte Computer, die eines Tages ähnliche Methoden verwenden könnten, um Informationen effizienter und sparsamer zu verarbeiten.


Die Veröffentlichung im Journal Proceedings of the National Academy of Sciences beschreibt, wie diese Synapse, die 150 mal 200 Mikrometer misst, die Funktionalität einer biologischen Synapse nachahmt.

Dieses System basiert auf einem iontronischen Memristor, der unter dem Einfluss von elektrischen Impulsen die Migration von Ionen in einem kegelförmigen Mikrokanal, gefüllt mit einer Salz-Wasser-Lösung, ermöglicht. Die Ionenkonzentration variiert je nach Intensität der Impulse, was wiederum die Leitfähigkeit des Kanals verändert und so die Art und Weise widerspiegelt, wie Synapsen neuronale Verbindungen verstärken oder schwächen.

Wie lange die Konzentrationsänderungen bestehen bleiben, hängt von der Länge des Kanals ab, was darauf hindeutet, dass es möglich ist, kundenspezifische Kanäle zu entwickeln, um Informationen über verschiedene Zeiträume zu speichern und zu verarbeiten, ähnlich den synaptischen Mechanismen unseres Gehirns.

Tim Kamsma, Doktorand am Institut für Theoretische Physik und Mathematik der Universität Utrecht und Hauptautor der Studie, teilt seine Begeisterung: "Wir haben zum ersten Mal bewiesen, dass man neuronales Verhalten mit Wasser und Salz, den gleichen Medien wie im Gehirn, reproduzieren kann."


Diese vielversprechende Entwicklung markiert einen wichtigen Schritt hin zu potenziell leistungsfähigeren und energieeffizienteren Computersystemen. Obwohl dieses Feld, die iontronische neuromorphische Informatik, noch in den Kinderschuhen steckt, könnten die Auswirkungen solcher Forschungsarbeiten die Art und Weise revolutionieren, wie Maschinen künftig Informationen verarbeiten.