人類的大腦是唯一的？意識的機制是無法理解的？雖然我們對神經(jīng)元已經(jīng)有了相當?shù)牧私?，但對它們?nèi)绾伟l(fā)揮作用，讓人類產(chǎn)生意識，并傳承知識和智慧的內(nèi)在機制卻一無所知，或者說根本就無從下手，人類大腦依然是這個宇宙中最神秘的有機物質。

然而，一個國際團隊卻進行了一項意想不到的研究，他們用銀納米線建立了一個類似大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡，最關鍵的是，連形態(tài)及功能都有些相似，這個金屬的神經(jīng)網(wǎng)絡具有類似人腦功能的記憶、學習、忘記、警覺和平靜等相關電學特征，意識的奧秘真的有望解開？機器大腦即將誕生？機器人也可以學會思考了？

這項研究由日本國立材料科學研究所（NIMS）、澳大利亞悉尼大學物理學院、美國加州大學加利福尼亞納米系統(tǒng)研究所共同開展。研究人員將大量銀納米線噴涂在厚度約1納米的高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮（PVP）上，納米線之間的連接形成了一個個可變的電阻元件，類似神經(jīng)元之間的突觸，構建了一個酷似人類大腦的復雜神經(jīng)網(wǎng)絡。

當科學家們將電壓施加到這個網(wǎng)絡中時，奇跡發(fā)生了，這些類似突觸的納米結，竟然和人類神經(jīng)元的行為類似，似乎在“努力”尋找最佳的電流路徑！研究人員檢測了電流通路的形成、保持和失活過程，發(fā)現(xiàn)這些過程總是隨著進程而波動，類似于人類大腦的記憶、學習和遺忘過程，觀察到的時間波動也類似于大腦變得警覺或恢復平靜的過程，甚至斷電后也能保持長達60秒的“記憶”。經(jīng)過經(jīng)一步的研究，科學家們發(fā)現(xiàn)，納米神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡模擬的類腦功能是由網(wǎng)絡中大量“突觸”元素共同起作用以優(yōu)化電流傳輸而發(fā)生的，換句話說，這是一個自組織和新興動態(tài)過程的結果。

在神經(jīng)形態(tài)的銀納米線系統(tǒng)中觀察到的網(wǎng)絡動力學特征，是不是和生物神經(jīng)系統(tǒng)是一樣的呢？研究人員認為，這是值得思考的，尤其是他們總能觀察到一個連續(xù)波動的狀態(tài)，就好像系統(tǒng)需要不斷地振蕩，在相空間中尋找一個保證長期穩(wěn)定的解決方案。一些數(shù)據(jù)也在人類大腦測量的數(shù)據(jù)中觀察到，比如冪律斜率的變化。有人認為這種混沌邊緣狀態(tài)不僅是大腦的最佳狀態(tài)，而且是意識存在的必要條件。

研究人員正在利用這種納米線神經(jīng)材料開發(fā)類似人腦的存儲設備，希望這種設備能夠比現(xiàn)有計算機更快更優(yōu)地處理數(shù)據(jù)，并促進我們對大腦信息處理機制的理解。如果納米狀態(tài)下的金屬絲，隨隨便便就擁有了神經(jīng)元的特性，人類大腦還有什么神秘的呢？不好再細想下去了。

這項研究發(fā)表在2019年10月17日《自然-科學報告》上。

論文：https://www.nature.com/articles/s41598-019-51330-6