J.ジムゼウスキー教授と共同で、環境に依存してその動作特性を変化させるシナプス素子の開発に成功しました。脳の神経活動の特徴である「必要な情報の記憶」と「不要な情報の忘却」は、ニューロン間を繋ぐシナプスの結合強度の変化によって実現されています。情報の入力頻度が高ければ強い結合がシナプスに形成され、しかも、その強い結合が長時間持続します。逆に入力頻度が低ければ、入力の度に一時的に弱い結合が形成されるに過ぎません。生命体である人間は、環境と相互作用しながら生きています。その活動も、ニューロンやシナプスなどの神経細胞が環境に依存した動作をすることで実現されています。環境に依存してニューロンやシナプスの動作をする脳型素子が開発できれば、単に効率的に演算を行うだけでなく、環境とも相互作用する人間により近いコンピューターの開発が可能になります。最近私たちは、金属イオンの移動とその酸化・還元反応を利用したシナプス動作素子の開発に世界で初めて成功しました*)。今回、シナプス動作素子を構成する材料をパラメータとして、シナプス動作の特性を調べました。その結果、適切な材料を用いることで、温度や雰囲気などの環境に敏感に反応するシナプス動作を実現できることを見いだしました。低消費電力で動作する高性能コンピューターの開発は、高度情報化社会の持続的発展を実現する上で不可欠であり、不揮発性コンピューターがその最有力候補として期待されています。脳型コンピューターは不揮発性コンピューターの究極形と言えますが、この度の成果は、生命体の様に環境とも相互作用する、従来のコンピューターの概念を超えた新しい脳型コンピューターの開発に資するものと期待されます。Materials」のオンライン速報版で公開されます。シナプス動作の模式図。(a)神経回路におけるシナプス動作。活動電位がシナプス前細胞に到達すると神経伝達物質が放出され、それがシナプス後細胞に到達することでシナプス電位が発生する。シナプスの活動状態によってシナプス電位の発生の仕方は変化する。(b)原子スイッチによるシナプス動作。硫化銅中の銅イオンが原子として析出し、ナノメーター(nm)ギャップ中に銅原子架橋を形成する。銅原子架橋の状態によってシナプスの結合強度が変化する。神経伝達物質の役割を果たす。Readerが必要です。(NIMS)このページの先頭へ。