ساخت مغز مصنوعی که توانایی حافظه و فراموشی دارد

هیدروژل‌ها موادی انعطاف‌پذیر هستند که از درصد زیادی آب تشکیل می‌شوند (در این مورد حدود ۴۵%) به‌همراه سایر مواد شیمیایی که ساختار داربستی مانند را برای مهار آب فراهم می‌کنند. به دلیل محتوای آب قابل توجه، هیدروژل همچنین دارای درجه انعطاف‌پذیری بسیار شبیه به بافت طبیعی است. به عنوان «مواد هوشمند» پاسخگو، آنها می‌توانند سامانه‌های شیمیایی را ایجاد کنند که در اثر تحریک با عوامل خارجی باعث شود ترکیبات خاصی به محیط آزاد شوند.

محققان دانشگاه «هوکایدو» یک ماده نرم و مرطوب را پیدا کرده‌اند که می‌تواند دقیقاً مانند مغز انسان می‌تواند اطلاعات را به‌خاطر بسپارد، به‌خاطر بیاورد و فراموش کند. مغز انسان چیزهایی را می‌آموزد، اما تمایل دارد وقتی اطلاعات دیگر مهم نباشد، آن‌ها را فراموش کند. بازآفرینی این فرایند حافظه پویا در مواد ساخته‌شده توسط انسان‌ یک چالش است.

به گزارش پایگاه خبری تجهیز نیوز و به نقل از خبرگزاری علم و فناوری و ساینس‌دیلی، پروفسور «جیان پینگ گونگ»، استادیار «کونپنگ کوئی» و دانشجویان و همکارانشان در موسسه‌ی طراحی و کشف واکنش‌های شیمیایی دانشگاه هوکایدو به‌دنبال توسعه هیدروژل‌هایی هستند که می‌توانند عملکردهای بیولوژیکی ارائه دهند.

هیدروژلی که از مغز انسان تقلید می کند و قابلیت حافظه و فراموشی دارد

هیدروژل‌ها موادی انعطاف‌پذیر هستند که از درصد زیادی آب تشکیل می‌شوند (در این مورد حدود ۴۵%) به‌همراه سایر مواد شیمیایی که ساختار داربستی مانند را برای مهار آب فراهم می‌کنند. محققان دانشگاه هوکایدو اکنون هیدروژلی را گزارش می‌کنند که از عملکرد حافظه‌ی پویای مغز تقلید می‌کند: رمزگذاری اطلاعاتی که بسته به شدت حافظه با گذر زمان محو می‌شوند.

در تصاویر زیر می‌تواند فرآیند خود‌به‌خودی «به فراموشی سپاری» را که در این آزمایش در هیدروژل شبیه‌سازی شد را مشاهده کنید:

در این مطالعه، محققان یک هیدروژل نازک را بین دو صفحه‌ی پلاستیکی قرار دادند. صفحه بالا دارای یک شکل یا حروف بریده‌شده بود و فقط آن قسمت از هیدروژل بیرون قرار داشت. آن‌ها ابتدا ژل را در یک حمام آب سرد قرار ‌دادند تا تعادل برقرار شود. سپس ژل را به حمام گرم منتقل ‌کردند. ژل آب را به درون ساختار خود جذب کرده و متورم شد، اما فقط در ناحیه‌ای که بیرون از پلاستیک قرار داشت.

این کار باعث شد که الگو که مانند بخشی از اطلاعات است، روی ژل چاپ شود. هنگامی که ژل دوباره به حمام آب سرد منتقل شد، منطقه‌ی بیرون قرار گرفته باعث ‌شد تا اطلاعات ذخیره‌شده قابل مشاهده باشد. در دمای سرد هیدروژل به‌تدریج کوچک می‌شد و آب جذب‌شده خود را آزاد می‌کرد و الگوی کم‌کم محو می‌شد. هرچه ژل در آب گرم بیشتر باقی بماند، اثر تیرگی یا چاپ بیشتر خواهد بود و بنابراین بیشتر طول می‌کشد تا از بین برود یا فراموش شود. تصویر فرآیند کلی این پروژه را نشان می‌دهد:

هیدروژل (Hydrogel) شبکه‌ای از زنجیرهای پلیمری آب‌دوست است که گاهی اوقات به صورت یک ژل کلوئیدی یافت می‌شوند که در آن آب، فاز پخش‌کننده است. یک جامد سه بعدی از زنجیرهای پلیمری هیدرولیکی ساخته می‌شود که توسط پیوندهای عرضی نگه داشته می‌شوند.

منبع: خبرگزاری علم و فناوری