三星电子(Samsung)和美国哈佛大学(Harvard University)的研究职员日前共同揭橥最新研究论文，文中提到了类似于《全面进化》电影中的技能——研究职员提出一种可在影象体芯片上「反向工程」(复制)人类大脑的新方法，使业界朝向制造神经形态芯片之路迈进了一大步。
研究职员在其论文中指出，利用其所开拓的纳米电极阵列，可以复制人类大脑的神经网路连接图，随后再将此连接图贴在由固态影象体芯片构成的高密度3D网路。
透过这种「复制和粘贴」(copy & paste)大脑的技能，研究职员们希望创建一种能够仿照人类大脑运算特性的影象体芯片，供应包括低功耗、快速学习过程、环境适应性、自主与认知等特性。这一目标技能已经超越现有的技能研究成果。
人类的大脑中包括不计其数的神经元，神经元之间有着繁芜的网路连接，以实现了大脑的功能。因此，如果要对人类大脑进行反向工程研究，则首先必须搞清楚神经元网路连接图。
神经形态工程技能出身于1980年代，这一技能的最初目标是在一个半导体芯片上仿照人类大脑神经网路的构造和功能。不过这是一个极具寻衅的技能，时至今日，科学家尚未搞清楚有多少数量的神经元相互连接，构成了人类大脑的繁芜功能。
面对这样的繁芜寻衅，神经形态工程学的目标后来做了调度，不再是透过一个芯片来仿照人类大脑，而是透过大脑功能的「启示」来简化芯片设计。
不过，三星电子和哈佛大学联手揭橥的论文，却提出了其余一种方法，可以回归大脑反向工程的神经形态学最初目标。当纳米电极进入大量的大脑神经元，可利用其高灵敏度记录电流讯号。该弘大的细胞间平行记录系统可以得到神经网路图的资讯，创造神经元之间相互连接的方向，以及展示相互连接的强度。透过这些记录资料，研究职员可以提取或「复制」神经网路连接图。
https://doi.org/10.1038/s41928-021-00646-1
研究职员随后将网路连接图黏贴到一个由影象体芯片建构的网路中。影象体芯片可以是市情上固态硬盘(SSD)利用的快闪影象体，或是RRAM等更新的影象体芯片。研究职员可以对影象体芯片进行程序设计，让每一个芯片之间的传导性表示出大脑神经元连接的强度。
该论文中并进一步提出一种快速在影象体芯片网路中复制神经网路连接图的策略。透过直接连接上述细胞间记录的电流讯号，影象体芯片网路可以学习并且表达出大脑神经网路连接图。换句话说，研究职员可以直接下载大脑神经网路连接图，复制到影象体芯片中。
据估计，人类大脑拥有1,000多亿个神经元，而所谓的「突触连接」数量是神经元数量的1,000多倍，因此能够复制大脑神经网路图的影象体芯片必须具备储存100兆个虚拟神经元和突触资料的容量。
透3D影象体整合技能，上述弘大数量的影象体芯片可以整合在一个单一芯片上。该论文作者之一的Ham Don-hee表示：「我们提出的研究愿景远大，如果朝着这个英雄般的目标提高，将会同时推进机器聪慧、神经科学和半导体技能的边界。」
