Riechen als Vorbild für Computer-Netzwerke

8. August 2001, 18:16
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US-Forscher untersuchen logische Verknüpfung der Neuronen bei Insekten und Fischen

San Diego - Wissenschaftler der University of California in San Diego wollen die Abläufe im Hirn von Insekten und Fischen für effektivere Computer-Netzwerke nutzen. Die Tiere können eine Vielzahl verschiedener Gerüche wahrnehmen und unterscheiden. Die Forscher erkannten nun, dass diese Lebewesen dazu ihre relativ einfachen Netzwerke aus Neuronen sehr effektiv nutzen. Sie hoffen, dadurch Computer-Netzwerke sehr viel leistungsfähiger als mit bisher genutzten Verknüpfungsstrategien zu gestalten.

Netzwerkanalyse

"Jeder Reiz ist durch eine spezifische und reproduzierbare Sequenz von Signalen charakterisiert, die von ausgewählten Neuronen abgegeben und geleitet werden", beschreibt M. Rabinovich die Grundlage seiner Netzwerk-Analyse im Fachblatt "Physical Review Letters". Bei der Untersuchung der Riechorgane, den so genannten olfaktorischen Systemen, in Insekten und Fischen erkannte er, dass manche Verbindungen zwischen den Nervenzellen das Feuern von elektrischen Signalen anderer Neuronen verzögert. So ist für das Erkennen eines spezifischen Geruchsreizes nicht nur allein das Feuern bestimmter Neuronen von Bedeutung, sondern auch die zeitliche Abfolge dieser Nervensignale.

Dieses Sensorsystem berücksichtigt auch die Zeitkomponente, so dass die Unterscheidung von deutlich mehr Reizen möglich wird, als die Anzahl der beteiligten Neuronen vermuten ließe. So könnte ein Netzwerk aus gerade mal zehn Neuronen hunderttausend Mal so viele Reize unterscheiden wie ein konventionelles Zehn-Neuron-Netzwerk. Diese Codierungs-Methode, die als "Wettkampf ohne Sieger" (Winnerless Competition, WLC) bezeichnet wird, wollen die Forscher nun für leistungsfähigere Computer-Netzwerke nutzen. So könnte in Zukunft ein derartiges elektronisches System mehr an die Antenne eines Insekts oder an die Nase eines Menschens erinnern als an einen normalen Computer-Chip. (pte)

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