據報導，韓國三星電子是全世界最大的存儲晶元製造商，日前，三星電子研發團隊和美國哈佛大學共同發表了一篇研究論文，他們提出了一種新方法，準備在一個存儲晶元上”反向工程”（複製）人類的大腦。

據報導，這個研究論文發表在科技期刊《自然·電子學》（Nature Electronics）上，論文標題是《基於拷貝和粘貼大腦的神經形態電子》。 這一論文的作者包括「三星高級技術研究院」研究員、美國哈佛大學教授Ham Don-hee，哈佛大學教授Park Hong-kun，三星SDS公司首席執行官Hwang Sung-woo，以及三星電子副董事長Kim Ki-nam。

拷貝大腦

在論文中，研究人員指出可以利用兩位論文作者開發的納米電極陣列，來拷貝人類大腦的神經網路連接圖。 隨後可以把這個連接圖拷貝到固態存儲晶元構成的高密度3D網路中。

通過這種複製和粘貼技術，論文作者希望創造出一種存儲晶元，可以模仿人類大腦的計算特性，比如低功耗、快速學習過程、環境適應性、自動化和認知特性。 這種目標技術已經超越了現有人類的科研成果。

據報導，人類的大腦包括不計其數的神經元，神經元之間有著複雜的網路連接，這個網路實現了大腦的功能。 因此，如果要對人類大腦進行反向工程研究，則首先必須搞清楚神經元網路連接圖。

神經形態工程技術誕生於上世紀80年代，這一技術的宗旨是在一個半導體晶元上模仿人類大腦神經網路的結構和功能。 不過這是一個極具挑戰的技術，時至今日，科學家尚未搞清楚有多少數量的神經元相互連接，構成了人類大腦的複雜功能。

面對這樣的複雜挑戰，神經形態工程學的目標後來做了調整，不再是通過一個晶元來模仿人類大腦，而是通過大腦功能的啟示，開發出相關的晶元。

重返最初目標

不過，三星電子和哈佛大學此次發表的論文，卻提出了另外一種方法，可以回到大腦反向工程的神經形態學最初目標。

據悉，納米電極可以進入到大量的大腦神經元中，可以利用其高度敏感性記錄電流信號。 這個龐大的細胞間並行記錄系統可以獲得神經網路地圖的信息，發現神經元之間相互連接的方向，以及展示相互連接的強度。 通過這些記錄數據，科研人員可以提取出神經網路連接圖。

上述網路連接圖，隨後可以粘貼到一個存儲晶元構建的網路中。 存儲晶元可以是市面上固態硬碟使用的快閃記憶體，或是RRAM等更新的存儲晶片。 研究人員可以對存儲晶元進行程式設計，讓每一個晶元之間的傳導性體現出大腦神經元連接的強度。

快速複製

這篇論文還更進一步，提出了一種快速在存儲晶元網路中拷貝神經網路連接圖的策略。 通過直接連接上述細胞間記錄的電流信號，存儲晶元網路可以學習並且表達出大腦神經網路連接圖。 換句話說，研究人員可以直接下載大腦神經網路連接圖，拷貝到存儲晶元中。

據估計，人類大腦擁有1000多億個神經元，而所謂的「突觸連接」的數量是神經元數量的1000多倍，因此能夠複製大腦神經網路圖的存儲晶元，必須具備存儲100萬億個虛擬神經元和突觸數據的容量。

通過3D存儲集成技術，上述龐大數量的存儲晶元可以整合在一個單一晶元上。 而三星電子目前就是3D存儲集成技術的全球領先廠商。

在一份新聞通稿中，論文作者之一的Ham Don-hee表示：”我們所提出的研究願景是很宏大的，如果朝著這個英雄般的目標前進，我們將會同時推進機器智慧、神經科學和半導體技術的邊界。 ”