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El cerebro reconoce una melodía familiar en solo 100 milisegundos

04.11.2019

Ya 100-300 milisegundos después de escuchar un breve fragmento de una canción familiar, las pupilas se dilatan y aumenta la actividad neuronal en el área del cerebro asociada con la memoria.

Investigadores del University College London han descubierto qué tan rápido reacciona el cerebro a una melodía familiar. 22 personas participaron en su experimento. 10 de ellos en la víspera del estudio enviaron a los científicos cinco canciones familiares. Para cada una de las canciones familiares, los investigadores seleccionaron una similar, en términos de tempo, melodía, armonía, voz e instrumentación.

Durante el experimento, 10 participantes tocaron 100 fragmentos (cada uno de menos de un segundo) de una canción familiar, similar a una familiar y desconocida, presentados en orden aleatorio. Otros 12 sujetos escucharon solo fragmentos desconocidos, actuando como grupo de control.

Durante el experimento, los científicos monitorearon cómo los sujetos reaccionaban a las melodías. Para registrar los procesos que ocurren en el cerebro, los investigadores utilizaron la electroencefalografía (EEG), un método que permite medir la actividad eléctrica en diferentes áreas del cerebro. Además, los científicos observaron cambios en el diámetro de la pupila de los participantes.

Tan pronto como 100-300 milisegundos después de escuchar un breve fragmento de una canción familiar, las pupilas de los participantes se dilataron y la actividad neuronal aumentó en el área del cerebro asociada con la memoria. En el grupo de control, que escuchó melodías desconocidas, no se revelaron tales reacciones a la música.

Al aprender sobre cómo el cerebro procesa los estímulos familiares, los investigadores esperan arrojar más luz sobre los procesos que ocurren en el cerebro con demencia. Según los investigadores, las personas con esta enfermedad neurodegenerativa parecen recordar la música a pesar de que otras partes de su memoria no funcionan.

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En la memoria FeRAM disponible en el mercado, el elemento de conmutación suele estar hecho de una piezocerámica, a saber, titanato de zirconato de plomo (PZT). La propiedad del material de mantener la polarización incluso después de la eliminación de una señal de control externa, un campo electromagnético, le da a la memoria FeRAM su propiedad más importante de independencia energética. Conserva los datos incluso cuando está apagado. Para imitar el trabajo del cerebro, esto es extremadamente importante. Pero en su forma actual, la celda FeRAM es demasiado grande y el "cerebro" con su uso será muy, muy grande.

Para la fabricación de sinapsis artificiales, son convenientes estructuras de película delgada de unos pocos átomos de espesor; esto dará tamaños pequeños, alta densidad y bajo consumo de energía. Resultó que el óxido de hafnio (HfO2) es un material ferroeléctrico bastante prometedor para las sinapsis artificiales de película delgada. Este material se deposita perfectamente desde un ambiente gaseoso utilizando métodos modernos para crear estructuras de película delgada con alta precisión y bajo un control confiable. Las temperaturas de los procesos de fabricación de películas son compatibles con la tecnología de proceso CMOS y no quemarán los elementos del chip durante el proceso de fabricación del chip.

Cierto problema era que las propiedades ferroeléctricas del HfO2 son relativamente inestables, pero la adición de circonio (Zr) resolvió este problema. Por lo tanto, el compuesto de óxido de hafnio-zirconio (HZO) ha demostrado ser uno de los fuertes candidatos para la fabricación de memorias utilizando ferroeléctricos y promete revolucionar el campo de la computación de memorias.

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