Hjernen består af flere neuroner, der kommunikerer med hinanden. Hver neuron samler sine forskellige input og sender en spids til neuroner det forbinder. Alle højordens hjernefunktioner er bygget på dynamikken i sådanne massive, indviklede neurale netværk.
I en ny undersøgelse har en gruppe videnskabsmænd eksperimentelt påvist hyppige perioder med stilhed, hvor en neuron ikke reagerer på sine input. Hjernen består af upålidelige neuroner, i modsætning til elektroniske systemer, som er hurtige og pålidelige.
Prof. Ido Kanter af Bar-Ilan Universitet's Institut for Fysik og Gonda (Goldschmied) Multidisciplinary Brain Research Center, der ledede undersøgelsen, sagde, "En logisk port giver altid det samme output til den samme input, ellers ville elektroniske enheder som mobiltelefoner og computere, der er sammensat af mange milliarder indbyrdes forbundne logiske porte, ikke fungere godt."
"Sammenligning af hjernens upålidelighed med en computer eller mobiltelefon: én gang svarer din computer 1+1=2 og andre gange 1+1=5 eller ved at ringe til 7 i din mobiltelefon mange gange, kan det resultere i 4 eller 9. Der opstår stille perioder. at være en stor ulempe for hjernen, men vores seneste resultater har vist noget andet."
I modsætning til hvad man måske tror, fandt forskerne ud af, at neuronale tavshedsperioder ikke er en ulempe, der repræsenterer biologiske begrænsninger, men snarere en fordel for tidsmæssig sekvensidentifikation.
Yuval Meir, en medforfatter af undersøgelsen, sagde, "Antag, at du gerne vil huske et telefonnummer, 0765... For eksempel kan neuroner, der var aktive, da cifferet 0 blev præsenteret, blive dæmpet, når det næste ciffer 7 præsenteres. Som følge heraf trænes hvert ciffer på et andet dynamisk skabt undernetværk, og denne lyddæmpningsmekanisme gør det muligt for vores hjerne at identificere sekvenser effektivt."
Ud over at være grundlaget for en ny form for kryptosystem til håndskriftsgenkendelse ved automatiserede pengeautomater (ATM'er), er hjernedæmpningsprocessen en foreslået kilde til en ny AI mekanisme. I stedet for at indtaste en PIN-kode i pengeautomaten, giver dette kryptosystem brugere mulighed for at skrive deres identifikationsnummer (PIN) på en elektronisk tavle.
Ud over at identificere den korrekte PIN-kode kan sekvensidentifikation, baseret på neuronale tavshedsperioder, også identificere brugerens håndskriftstil og tidspunktet, hvor hvert ciffer i PIN-koden er skrevet på tavlen. Disse tilføjede funktioner beskytter mod stjålne kort, selvom en tyv kender brugerens pinkode.
Kredit: Prof. Ido Kanter, Bar-Ilan University
Journal Reference:
- Hodassman, S., Meir, Y., Kisos, K. et al. Hjerneinspireret neuronal lyddæmpningsmekanisme for at muliggøre pålidelig sekvensidentifikation. Sci Rep 12, 16003 (2022). DOI: 10.1038 / s41598-022-20337-x
