Ces dernières semaines dans le magazine Communications naturelles Un article intitulé « Tomographie des engrammes de mémoire dans des connecteurs à nanofils auto-organisateurs » a été publié dans lequel les chercheurs de l’INRiM et de l’École Polytechnique de Turin ont rapporté comment le processus de consolidation de la mémoire humaine peut également être imité avec succès dans nanodispositifs artificiels.
De nombreux appareils utilisés quotidiennement sont équipés à la fois d’une mémoire artificielle et d’un espace de stockage. Par conséquent, parler d’appareils technologiques capables de stocker des données et des informations, du moins en apparence, ne serait pas considéré comme un sujet innovant.
La mémoire artificielle mise en œuvre jusqu’à présent n’a jamais réussi à imiter le fonctionnement de la mémoire humaine, également parce que cette dernière est un domaine neurologique encore à l’étude et n’a fait l’objet de découvertes importantes que ces dernières années.
D’un point de vue neurobiologique, il a été postulé, depuis le siècle dernier, l’existence de microcircuits neuronaux spécifiques qui servait de substrat et de trace de mémoire. Grâce aux énormes progrès des techniques de neuroimagerie au cours de la dernière décennie, ces unités fondamentales, appelées engramme par le biologiste allemand Richard Semon en 1921, ont finalement été cartographiées in vivo dans certains laboratoires, dont celui du prix Nobel Susumu Tonegawa au MIT.
L’article publié dans Nature Communications décrit comment le processus de consolidation de la mémoire à court et à long terme sous-jacentengramme Il peut être imité avec succès même sur des substrats artificiels. Pour obtenir ce résultat, des chercheurs de l’Institut National de Recherche Métrologique (INRiM) et de l’École Polytechnique de Turin ont utilisé des connectomes de nanofils (nanofils) memrésistifc’est-à-dire des réseaux connectés à l’échelle nanométrique (tout comme les synapses biologiques) qui présentent des fonctions neuronales typiques, telles que le comportement émergent et les plasticités à court et à long terme.
La principale nouveauté du travail est précisément d’avoir montré expérimentalement les dynamiques cachées qui, sur la base d’entrées spatio-temporelles externes, permettent à des variations locales mais réversibles du réseau (l’analogue de la mémoire de travail dans le cerveau) de provoquer des changements physico-chimiques permanents. .(l’analogue de la mémoire à long terme). Cette mesure a été possible grâce à une approche à la fois théorique et expérimentale basé sur la tomographie par résistance électrique, une technique développée à l’INRiM qui permet une cartographie quantitative des propriétés électriques du réseau à l’échelle locale et globale.
Outre l’aspect neurobiologique, la possibilité de cartographier le comportement émergent du système ouvre de nouveaux scénarios pour la mise en œuvre de nouveaux paradigmes informatiques économes en énergie, capables de traiter et de stocker des informations sur le même substrat physique.
», a déclaré Gianluca Milano, chercheur à l’INRiM du groupe Advanced Materials & Devices et responsable du projet MEMQuD qui a en partie financé la recherche. Le prochain défi sera d’augmenter la complexité du système en connectant différents nanodispositifs et engrammes.
De cette manière, nous espérons pouvoir aborder l’un des plus grands mystères de la cognition, le soi-disant « problème de liaison » : c’est-à-dire comment les propriétés d’un même objet associées à différents stimuli et expériences (par exemple, forme, couleur, position) ), etc…), sont associés les uns aux autres dans notre cerveau, constituant une représentation unifiée, c’est-à-dire l’idée même de l’objet.
A déclaré Carlo Ricciardi, professeur à l’École Polytechnique de Turin et PI du groupe NaMeS.