【大紀元2020年06月16日訊】（大紀元記者張妮編譯）生物體的單個神經元被激發的時候，所耗費的能量遠高於電腦產生相同的效果所需的能量。可是由神經元組成的網絡從事學習、感應信息和完成複雜任務所需的總體能量，卻遠低於現在世界上最先進的電腦所需的能量。
科學家開始了這個領域的研究，究竟什麼機制使得神經元合作的時候能量效率比電腦高很多。
華盛頓大學聖路易斯麥凱維工程學院的計算機科學家近期的研究提出了一些進展：為電腦設計一種互通信息協作的二層網絡結構，能在一定程度上接近神經網絡的效能。按照研究者的說法，「使用硅神經元給電腦處理器加上一個新的處理維度」。
科學家研究模擬的硅神經元，發現神經元系統內存在一個共享有限能量的機制。
他們發現，和生物神經元類似地，硅神經元組成的網絡也受限於某些條件才能被激發。這些應激是神經元之間通信的基礎，激發信號在神經元之間傳遞信息。
研究人員先研究一個神經元的工作情況，再研究兩個，最後研究多個神經元的運作方式。他們發現一組神經元工作的時候，共享一個能量限值。因此當一個神經元激發的時候，會影響到整體可用的能量，不僅是與這個神經元有物理連接的神經元，對所有共享這個能量限值的神經元都產生影響。
研究者舉例說，這些神經元就像位於一個橡皮墊上一樣，一個神經元激發產生的漣漪，必將影響整個系統。也像所有的機械系統一樣，系統中每個神經元都自我調節到最有效使用能量的狀態，同時也受限於系統中其它神經元活動所產生的影響。
各個神經元系統的能量限制網絡整體構成了一種二級通信網，既動態又拓撲同步地溝通每個神經元激發的情況——就像橡皮墊以同步的節奏振動響應各處的神經元激發。
主要研究員查克拉巴蒂（Shantanu Chakrabartty）說：「它們動態地探索組成一個網絡。」
這種機制比傳統電腦處理器的工作方式高效得多。傳統電腦處理器在信息線性傳遞方式中損耗了很多能量，比如信息要從A點傳到C點，必須先傳給中間的B點。
查克拉巴蒂說，利用硅神經元建造電腦處理器將實現能量效率和處理速度之間的最佳平衡。
這份研究5月發表在前沿刊物《神經科學》（Neuroscience）期刊上。◇
責任編輯：朱涵儒
