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俄科學家研制出用於大腦研究的人工神經元
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俄羅斯衛星通訊社
俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學的科學家研制出一種用於大腦研究、神經修復和人工智能的新型人工神經元。根據他們的數據，該技術在簡便性和經濟性方面領先於大多數同類技術。研究結果發表在國際知名學術期刊《Chaos, Solitons & Fractals》上。 2025年10月22日, 俄羅斯衛星通訊社
2025-10-22T15:06+0800
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薩拉托夫大學的研究人員設計了一種新型FitzHugh-Nagumo型類神經元活動電子發生器（人工神經元）。他們借鑒了之前構建的電路並對其進行了改進，一方面努力減少元件數量、消除重復電路和冗余電源，以降低能耗，另一方面，他們力求保持重要的動態模式，特別是脈衝活動模式。薩拉托夫國立大學系統分析與自動控制教研室教授伊利亞·瑟索耶夫認為，研究人員已經完成了一個完整的人工神經元的開發週期。據他介紹，科學家們在工作中主要解決了三個問題。首先，他們簡化了現有電路，移除不必要的元件，但保留了基本的振蕩模式。其次，他們對其進行了修改，使振蕩更像真實神經元中的振蕩。第三，實現了一定的模塊化。通過改變電路中二極管的數量，可以改變振蕩形狀，類似於大腦中不同類型神經元（錐體系統、中間神經元、網狀神經系統）的形狀變化。薩拉托夫國立大學動態建模與生物醫學工程教研室教授弗拉基米爾·波諾馬連科表示，這項成果可用於人工智能的發展、神經修復，以及對大腦的基礎研究。未來，科學家們計劃改善人工神經元的特性，並將其集成到複雜的系統中，以解決生物醫學、機器人技術和基礎科學領域的問題。這是一項跨學科的工作，需要電子工程師、數學家、程序員、生物學家和醫生的共同努力。這項研究得到了”思想“基金會”大腦“項目和俄羅斯科學基金會23-12-00103號資助項目的支持。
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俄科學家研制出用於大腦研究的人工神經元
2025年10月22日, 15:06 (更新: 2025年10月22日, 16:03) 俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學的科學家研制出一種用於大腦研究、神經修復和人工智能的新型人工神經元。根據他們的數據，該技術在簡便性和經濟性方面領先於大多數同類技術。研究結果發表在國際知名學術期刊《Chaos, Solitons & Fractals》上。
薩拉托夫大學的研究人員設計了一種新型FitzHugh-Nagumo型類神經元活動電子發生器（人工神經元）。他們借鑒了之前構建的電路並對其進行了改進，一方面努力減少元件數量、消除重復電路和冗余電源，以降低能耗，另一方面，他們力求保持重要的動態模式，特別是脈衝活動模式。
薩拉托夫國立大學系統分析與自動控制教研室研究生列夫·塔凱什維利表示：“當我們把電路中幾乎所有多餘的東西都去掉時，我們想出了一個非常有趣的東西：在運算放大器電路中使用了一個二極管，顯著提升了器件的性能。對於新電路，我們構建了電壓特性，然後測量了信號幅度與電位器電阻的關係，我們用電位器替換了一個控制電阻，以便更容易地改變生成模式。”
薩拉托夫國立大學系統分析與自動控制教研室教授伊利亞·瑟索耶夫認為，研究人員已經完成了一個完整的人工神經元的開發週期。
瑟索耶夫指出：“我們有一個數學模型、一個在ngSPICE電路模擬器中構建的仿真模型，以及一個實物樣品。我們已經組裝了四台設備。”
據他介紹，科學家們在工作中主要解決了三個問題。首先，他們簡化了現有電路，移除不必要的元件，但保留了基本的振蕩模式。其次，他們對其進行了修改，使振蕩更像真實神經元中的振蕩。第三，實現了一定的模塊化。通過改變電路中二極管的數量，可以改變振蕩形狀，類似於大腦中不同類型神經元（錐體系統、中間神經元、網狀神經系統）的形狀變化。
薩拉托夫國立大學動態建模與生物醫學工程教研室教授弗拉基米爾·波諾馬連科表示，這項成果可用於人工智能的發展、
神經修復，以及對大腦的基礎研究。
波諾馬連科指出：“電子神經元最令人興奮且最有前途的應用之一是創造人工生命。哺乳動物的大腦由數十億個神經元組成，以現有的技術水平尚無法實現硬件建模。然而，使用合適的人工神經元模型來模擬線蟲蠕蟲的神經系統或果蠅的大腦則更為現實。我們希望在中期（12-15年）內能夠構建出這樣的人造動物。”
未來，科學家們計劃改善人工神經元的特性，並將其集成到複雜的系統中，以解決生物醫學、機器人技術和基礎科學領域的問題。這是一項跨學科的工作，需要電子工程師、數學家、程序員、生物學家和醫生的共同努力。
這項研究得到了”思想“基金會”大腦“項目和俄羅斯科學基金會23-12-00103號資助項目的支持。
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