東北師范大學成功研制神經突觸仿生器件
發布時間：2012/10/17 13:42:21
從東北師范大學獲悉，在國家自然科學基金及國家重大科學研究計劃的資助下，該校劉益春研究組利用InGaZnO材料，構造了具有自主學習和記憶能力的神經突觸仿生器件，在單一無機器件中實現了多種生物突觸功能。相關成果發表在國際學術期刊《先進功能材料》上，并被選為標題頁文章進行了重點報道。
據介紹，神經突觸是人類大腦學習和記憶的基本組成單元，突觸仿生是實現神經形態計算的重要基礎。突觸可以看做是一種兩端器件，其突觸權重可對刺激信號作出動態響應，這一特點恰恰與憶阻器的概念相似——電阻的阻值可以隨流經電量而發生改變。因此，利用憶阻器件實現對神經突觸的仿生一直是相關領域的研究熱點。
在東北師范大學教授劉益春的帶領下，該研究組利用非晶態InGaZnO薄膜的電學性質可調節性及其對激勵信號可作出動態反應等特點，設計并制備了由兩層不同含氧量的InGaZnO薄層構成的憶阻器件;實現了對神經突觸多種生物功能的模擬，涉及興奮性突觸后電流、非線性傳輸特性、長時程/短時程可塑性、刺激頻率響應特性、STDP機制、經驗式學習等多個方面，尤其是器件表現出的短時記憶行為與“學習—忘記—再學習”的經驗式學習模式符合人類的認知規律。
同時，科研人員通過系統研究短時可塑性隨溫度的變化規律，揭示了該器件的運行機制為氧離子的遷移和擴散。
相關專家表示，該成果對促進更加精確地仿生神經突觸進而實現人工神經網絡打下了堅實的基礎。
