来源：电子工程专辑
时间：2011-11-21
美国麻省理工学院(MIT)的研究人员设计了一种芯片，会模仿人脑神经元是如何回应新讯息。该款内含400个晶体管的芯片可模拟单一大脑突触(synapse)的活动。突触就是两个神经元之间的连结，用以传递讯息。
研究人员解释，在原理上，大脑中约有1,000亿个神经元与其他神经元之间会形成突触；这些突触前(presynaptic)神经元会释放神经传导物质(neurotransmitters)，然后与突触后细胞膜(postsynaptic cell membrane)上的受体结合，活化离子通道。这些通道的开关会改变细胞的电位(electrical potential)，当电位改变的幅度够大，细胞就会发射电脉冲。
而突触的活动就是仰赖那些离子通道，这些通道会控制钠、钾、钙等带电原子的流量。MIT研究人员所设计的芯片，是让晶体管可模仿不同离子通道的活动。电流会通过该模拟形式“人脑”芯片上的晶体管，电势差则会驱动电流流经晶体管，就像是离子流经细胞内的离子通道。
“我们可以调整芯片的参数，以匹配特定的离子通道；”哈佛-麻省理工大学健康与医疗科技中心(Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology)的首席研究员Chi-Sang Poon表示：“我们现在有一种方法，可以记录到每一个进入神经元中的离子流动过程。”
在此之前，研究人员已经开发过可模拟动作电位(action potential)激发的电路，但并非所有的情况都会产生电位。“如果你想要逼真地模仿大脑的功能，就得做得比棘波(spiking)更多，必须掌握细胞内以离子通道为基础的各种过程。”Poon解释。
美国加州大学洛杉矶分校的神经生物学教授Dean Buonomano表示，MIT新开发的芯片是“将我们所知的神经元生物学与突触可塑性(plasticity)整合到CMOS芯片上的一大进展。”
