Il est désormais possible d’imiter la manière dont le cerveau procède à l’apprentissage lors du sommeil profond. Des chercheurs de l’Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ont conçu un matériau magnétique qui imite le processus de stockage de l’information par le cerveau.
Cette étude s’inscrit dans le cadre de l’informatique neuromorphique qui reproduit le comportement du cerveau en imitant les fonctions principales des neurones. L’une des fonctions imitées par cette discipline est la plasticité neuronale qui permet au cerveau de stocker ou d’effacer des informations en fonction de la répétition des impulsions stimulant les neurones. Cette plasticité est mise à contribution dans les processus d’apprentissage et de mémorisation.
Les matériaux magnéto-ioniques font partie de ceux utilisés dans l’informatique neuromorphique pour mimer le cerveau. Dans ce type de matériaux, l’application d’un champ magnétique entraîne le déplacement des ions qui à son tour modifie les propriétés magnétiques de l’ensemble. Cependant, ce qui arrive lorsque cette tension (champ magnétique) est arrêtée était alors inconnu des chercheurs. Un inconnu qui rend la recherche complexe, car une partie du processus de l’apprentissage se déroule alors que le cerveau est dans un état de sommeil profond, donc sans stimuli.
Les chercheurs de l’UAB ont donc développé un nouveau matériau à base d’une fine couche de mononitrure de colbat qui permet de suivre l’évolution de l’aimantation dans les matériaux magnéto-ioniques, que ces derniers soient stimulés ou pas. Une fois que le stimulus externe s’arrête, la magnétisation du système peut être modifiée en fonction de l’épaisseur du matériau et du protocole d’application de la tension précédemment utilisé.
« Lorsque l’épaisseur de la couche de mononitrure est inférieure à 50 nanomètres et qu’une tension est appliquée à une fréquence supérieure à 100 cycles par seconde, nous avons réussi à émuler une fonction logique supplémentaire ; une fois la tension appliquée, le dispositif peut être programmé pour apprendre ou oublier, sans avoir besoin d’un apport supplémentaire d’énergie, imitant ainsi les fonctions synaptiques qui ont lieu dans le cerveau pendant le sommeil profond, lorsque le traitement de l’information peut se poursuivre dans appliquer un signal externe », explique Jordi Scott, l’un des co-directeurs de l’étude.
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