今天，西班牙科學家們開發(fā)了一種磁性材料，能夠模仿人類大腦存儲信息的方式。這種材料可以模擬神經元的突觸，并*模擬人類深度睡眠時產生的學習狀態(tài)。神經形態(tài)計算是一種新的計算范式，科學家們可以通過模仿神經元的主要突觸功能來模擬大腦的行為。這些功能中包括神經元可塑性：根據刺激神經元的電脈沖的持續(xù)時間和重復次數來存儲信息或遺忘信息的能力，這種可塑性與學習和記憶有關。

在模擬神經元突觸的材料中，記憶電阻材料、鐵電材料、相變記憶材料、拓撲絕緣體以及*近的磁離子材料領域脫穎而出。在后者，由于施加電場而引起的材料內離子的位移引起了磁性的變化。

在這些材料中，我們知道當電壓停止時磁性的演化（即刺激后的演化）很難控制。這使得模擬一些受大腦啟發(fā)的功能變得復雜，例如，即使大腦處于深度睡眠狀態(tài)（即，沒有外部刺激），也要保持學習的效率。所以西班牙多所大學合作，提出了一種控制受激和后刺激狀態(tài)下磁化演化的新方法。

科學家們開發(fā)了一種基于一氮化鈷CoN薄層的材料，通過施加電場，科學家們可以控制N離子在該層與放置該層的液體電解質之間的界面處的反應�！斑@種新材料以類似于我們大腦的方式，通過電壓控制的離子運動，其速度與神經元產生的速度相似，大約為毫秒。我們已經開發(fā)了一種人工突觸，未來會成為一種新的計算范式的基礎，而不是當前計算機所使用的模式�！�

通過施加電壓脈沖，可以以受控的方式模擬諸如存儲器、信息處理、信息檢索等過程，并且*在沒有施加電壓的情況下對信息進行受控更新。這種控制是通過改變一氮化鈷層的厚度（決定離子運動的速度）和脈沖的頻率來實現的，材料的布置允許不僅在施加電壓時而且在*次移除電壓時控制磁離子特性。一旦外部電壓刺激消失，系統(tǒng)的磁化強度可以減小或增大。

這一新效應為新的神經形態(tài)計算功能提供了很多新的可能，它提供了一種新的邏輯功能，例如，當我們深度睡眠時，可以模擬大腦刺激后發(fā)生的神經學習，這種功能無法被任何其他類型的現有神經形態(tài)材料模仿。

“當一氮化鈷層的厚度低于50納米，并且施加的電壓頻率大于每秒100個周期時，我們成功地模擬了一個額外的邏輯功能：一旦施加電壓，設備就可以被編程為學習或遺忘，而不需要任何額外的能量輸入。在深度睡眠期間，當信息處理可以在不施加任何外部信號的情況下繼續(xù)進行時，大腦會在深度睡眠過程中保持清醒�！笨茖W家們解釋說。