IT之家 2 月 17 日消息，哈佛大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出一種互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）芯片，該芯片內(nèi)置了 4096 個(gè)微孔電極陣列，能夠記錄多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的電活動(dòng)。據(jù)《自然》雜志報(bào)道，借助這一芯片，研究團(tuán)隊(duì)成功繪制了 2000 個(gè)大鼠神經(jīng)元的圖譜，并映射出超過(guò) 7 萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元之間的連接。該芯片不僅可以測(cè)量每個(gè)連接的信號(hào)強(qiáng)度，還能識(shí)別信號(hào)類型。
這一成果在神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域具有里程碑意義，它使得科學(xué)家能夠精確地繪制大腦內(nèi)神經(jīng)連接的每一個(gè)細(xì)節(jié)。目前，電子顯微鏡雖然能夠可視化突觸連接，但無(wú)法測(cè)量和記錄信號(hào)的傳輸。而另一種技術(shù) 膜片鉗電極（patch-clamp electrode）雖然能夠精確記錄微弱的神經(jīng)信號(hào)，但僅能測(cè)量少量細(xì)胞，限制了其在大規(guī)模神經(jīng)元研究中的應(yīng)用。
據(jù)IT之家了解，新型 CMOS 芯片的出現(xiàn)，讓研究人員能夠研究大量神經(jīng)元之間的相互作用，從而理解這些活動(dòng)如何導(dǎo)致復(fù)雜的思維過(guò)程，如思考和學(xué)習(xí)。研究人員表示，每個(gè)微孔電極類似于一個(gè)膜片鉗電極，通過(guò)在單個(gè)芯片中集成超過(guò) 4000 個(gè)這樣的陣列，他們能夠有效監(jiān)測(cè)數(shù)千個(gè)神經(jīng)元。
“與 2020 年開(kāi)發(fā)的垂直納米針電極技術(shù)相比，微孔電極不僅能夠更好地與神經(jīng)元內(nèi)部耦合，而且制造過(guò)程更為簡(jiǎn)便�！毖芯咳藛T王軍（Jun Wang，音譯）表示，“這種易用性是我們研究的另一個(gè)重要特點(diǎn)�！�
研究團(tuán)隊(duì)利用 4096 個(gè)微孔成功監(jiān)測(cè)了超過(guò) 3600 個(gè)大鼠神經(jīng)元，成功率達(dá)到近 90%。在此基礎(chǔ)上，他們記錄了超過(guò) 7 萬(wàn)個(gè)連接，這一數(shù)字是此前 300 個(gè)連接記錄的 200 多倍。
盡管取得了如此顯著的進(jìn)展，人工智能訓(xùn)練，甚至用于開(kāi)發(fā)更高效的 AI 芯片，從而在不消耗大量電力的情況下實(shí)現(xiàn)巨大的計(jì)算能力。此外，這一技術(shù)還可應(yīng)用于心理健康研究，幫助科學(xué)家理解突觸連接的活動(dòng)（或異�；顒�(dòng)）如何影響大腦的感知。
