雖然人工智能在一些方面的表現(xiàn)已超越了人類，但這不代表它真的很聰明。相反，很多時候它還很傻很天真，仍然需要向人腦“取經(jīng)”。

近日，我國科學家在類腦研究方面取得重要進展。來自中國科學院化學研究所等單位的研究人員，利用單個器件首次實現(xiàn)了神經(jīng)化學信號到電信號轉導的模擬。相關研究成果1月13日發(fā)表于《科學》雜志。

“這一成果有望推動人類對大腦‘化學語言’的讀取和交互，為發(fā)展神經(jīng)智能傳感、類腦智能器件和神經(jīng)感覺假肢等提供新的思路?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、中科院化學所研究員于萍強調。

大腦控制著人類的思維、感受和情感。在人類漫長的發(fā)展歷史中從未停止過對人腦的探索以及對其運行機制和功能的模仿。

當前，世界主要發(fā)達國家和地區(qū)都在積極推動類腦領域的研究。如歐盟的“人類腦計劃”、美國的“推進創(chuàng)新神經(jīng)技術腦研究計劃”以及我國的科技創(chuàng)新2030——“腦科學與類腦研究重大項目”等。同時，谷歌、微軟等國際商業(yè)公司也將大量研發(fā)力量投入到類腦研究中。

科研人員已經(jīng)在類腦研究領域做出了不少成績，大量模擬腦神經(jīng)結構和機制的器件、模型相繼被報道。比如，利用兩端口的憶阻器和三端口的神經(jīng)可塑性晶體管發(fā)展出的無機神經(jīng)形態(tài)器件，已經(jīng)實現(xiàn)了一系列復雜的計算任務，包括超低功耗的并行計算、人工神經(jīng)網(wǎng)絡的建立等。

與此同時，有機電子研究領域的結果也充分展示了基于有機材料的神經(jīng)形態(tài)設備具有諸多潛在的應用價值，尤其是在與生物系統(tǒng)的結合方面。

“大腦的神經(jīng)功能與化學信號和電信號密切相關。然而，目前的仿突觸器件只能實現(xiàn)對電信號的識別，很難直接感知化學信號，制備能夠感知化學信號的人工突觸，是神經(jīng)智能傳感與模擬等領域面臨的科學難題?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡呙m群說。

在解決這一問題方面，以往的研究已經(jīng)取得了可喜的成績。其他科研人員先后利用多巴胺電化學氧化過程調控仿神經(jīng)晶體管和導電橋憶阻器，實現(xiàn)了突觸可塑性功能的化學調控。

但是，化學調控的神經(jīng)形態(tài)器件仍然面臨一些關鍵問題?！耙皇菐缀跛械纳窠?jīng)形態(tài)器件都是固體器件，很難實現(xiàn)與外界信號的化學交互；二是類化學突觸的化學信號與電信號間轉導的模擬尚未實現(xiàn)?！庇谄冀忉?。

為此，于萍和毛蘭群等研究人員利用其在腦神經(jīng)電分析化學和限域離子傳輸研究領域的長期積累，提出基于限域流體器件發(fā)展仿神經(jīng)突觸功能的構思。在構建聚電解質限域流體體系的基礎上，他們發(fā)現(xiàn)該體系具有憶阻器的特征；利用溶液中對離子在聚電解質刷限域空間內(nèi)傳輸可以使得器件具有記憶效應的特性，成功模擬了多種神經(jīng)電脈沖行為。

“相比于傳統(tǒng)固體器件，我們發(fā)展的流體器件具有可與生物體系相比擬的工作電壓和低功耗?！泵m群說，更重要的是，基于流體體系的特征，此器件可以在生理溶液中模擬神經(jīng)遞質對記憶功能的調控，成功模擬了突觸可塑性的化學調控行為。

同時，利用聚電解質對不同對離子的識別能力，研究人員實現(xiàn)了神經(jīng)化學信號與電信號之間轉導的模擬。該成果在化學突觸的模擬研究領域中邁出了關鍵的一步。