Researchers have developed a brain-like computing device that is capable of learning by association.
Similar to how famed physiologist Ivan Pavlov conditioned dogs to associate a bell with food, researchers at Northwestern University and the University of Hong Kong successfully conditioned their circuit to associate light with pressure.
The research will be published April 30 in the journal Nature Communications.
The device's secret lies within its novel organic, electrochemical "synaptic transistors," which simultaneously process and store information just like the human brain. The researchers demonstrated that the transistor can mimic the short-term and long-term plasticity of synapses in the human brain, building on memories to learn over time.
With its brain-like ability, the novel transistor and circuit could potentially overcome the limitations of traditional computing, including their energy-sapping hardware and limited ability to perform multiple tasks at the same time. The brain-like device also has higher fault tolerance, continuing to operate smoothly even when some components fail.
"Although the modern computer is outstanding, the human brain can easily outperform it in some complex and unstructured tasks, such as pattern recognition, motor control and multisensory integration," said Northwestern's Jonathan Rivnay, a senior author of the study. "This is thanks to the plasticity of the synapse, which is the basic building block of the brain's computational power. These synapses enable the brain to work in a highly parallel, fault tolerant and energy-efficient manner. In our work, we demonstrate an organic, plastic transistor that mimics key functions of a biological synapse."
Rivnay is an assistant professor of biomedical engineering at Northwestern's McCormick School of Engineering. He co-led the study with Paddy Chan, an associate professor of mechanical engineering at the University of Hong Kong. Xudong Ji, a postdoctoral researcher in Rivnay's group, is the paper's first author.
Problems with conventional computing
Conventional, digital computing systems have separate processing and storage units, causing data-intensive tasks to consume large amounts of energy. Inspired by the combined computing and storage process in the human brain, researchers, in recent years, have sought to develop computers that operate more like the human brain, with arrays of devices that function like a network of neurons.
"The way our current computer systems work is that memory and logic are physically separated," Ji said. "You perform computation and send that information to a memory unit. Then every time you want to retrieve that information, you have to recall it. If we can bring those two separate functions together, we can save space and save on energy costs."
Currently, the memory resistor, or "memristor," is the most well-developed technology that can perform combined processing and memory function, but memristors suffer from energy-costly switching and less biocompatibility. These drawbacks led researchers to the synaptic transistor -- especially the organic electrochemical synaptic transistor, which operates with low voltages, continuously tunable memory and high compatibility for biological applications. Still, challenges exist.
"Even high-performing organic electrochemical synaptic transistors require the write operation to be decoupled from the read operation," Rivnay said. "So if you want to retain memory, you have to disconnect it from the write process, which can further complicate integration into circuits or systems."
How the synaptic transistor works
To overcome these challenges, the Northwestern and University of Hong Kong team optimized a conductive, plastic material within the organic, electrochemical transistor that can trap ions. In the brain, a synapse is a structure through which a neuron can transmit signals to another neuron, using small molecules called neurotransmitters. In the synaptic transistor, ions behave similarly to neurotransmitters, sending signals between terminals to form an artificial synapse. By retaining stored data from trapped ions, the transistor remembers previous activities, developing long-term plasticity.
The researchers demonstrated their device's synaptic behavior by connecting single synaptic transistors into a neuromorphic circuit to simulate associative learning. They integrated pressure and light sensors into the circuit and trained the circuit to associate the two unrelated physical inputs (pressure and light) with one another.
Perhaps the most famous example of associative learning is Pavlov's dog, which naturally drooled when it encountered food. After conditioning the dog to associate a bell ring with food, the dog also began drooling when it heard the sound of a bell. For the neuromorphic circuit, the researchers activated a voltage by applying pressure with a finger press. To condition the circuit to associate light with pressure, the researchers first applied pulsed light from an LED lightbulb and then immediately applied pressure. In this scenario, the pressure is the food and the light is the bell. The device's corresponding sensors detected both inputs.
After one training cycle, the circuit made an initial connection between light and pressure. After five training cycles, the circuit significantly associated light with pressure. Light, alone, was able to trigger a signal, or "unconditioned response."
Future applications
Because the synaptic circuit is made of soft polymers, like a plastic, it can be readily fabricated on flexible sheets and easily integrated into soft, wearable electronics, smart robotics and implantable devices that directly interface with living tissue and even the brain.
"While our application is a proof of concept, our proposed circuit can be further extended to include more sensory inputs and integrated with other electronics to enable on-site, low-power computation," Rivnay said. "Because it is compatible with biological environments, the device can directly interface with living tissue, which is critical for next-generation bioelectronics."
Photo - © EPA/Jean-Christophe Bott
Знаменательные даты в Российской Федерации
25 января
День российского студенчества
8 февраля
День российской науки
23 февраля
День защитника Отечества
8 марта
Международный женский день
2 апреля
День единения народов
12 апреля
День космонавтики
30 апреля
День коренных малочисленных народов Российской Федерации
1 мая
День весны и труда
9 мая
День Победы
1 июня
Международный день защиты детей
5 июня
День эколога
6 июня
День русского языка
Предпоследнее воскресенье июня
День народных художественных промыслов
Последняя суббота июня
День изобретателя и рационализатора
8 июля
День семьи, любви и верности
22 августа
День Государственного флага Российской Федерации
1 сентября
День знаний
8 сентября
День языков народов Российской Федерации
1 октября
День пожилых людей
2 октября
День среднего профессионального образования
5 октября
День учителя
Третье воскресенье октября
День отца
4 ноября
День народного единства
7 ноября
День согласия и примирения
19 ноября
День преподавателя высшей школы
Последнее воскресенье ноября
День матери
3 декабря
День Неизвестного Солдата
5 декабря
День добровольца (волонтера)
9 декабря
День Героев Отечества
12 декабря
День Конституции Российской Федерации
_____В рамках подготовки обращений в Министерство науки и высшего образования Российской Федерации принимаем предложения по внесению дополнений и изменений в федеральные программы:
_____Федеральную научно-техническую программу развития генетических технологий на 2019-2030 годы, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2019 года № 479, _____Федеральную научно-техническую программу развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденную постановлением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2020 года №287.
_____Предложения принимаются на электронную почту sci-idea@mail.ru
АКТУАЛЬНО
_____Научно-образовательный центр принимает предложения по внесению изменений в Федеральный закон "О проведении эксперимента по установлению специального налогового режима "Налог на профессиональный доход" от 27 ноября 2018 года № 422-ФЗ в части улучшения условий самозанятости для педагогических работников в целях подготовки и направления обращения в Министерство труда и социальной защиты Российской Федерации.
_____Предложения принимаются как в виде официальных писем от юридических лиц, так и в свободной форме от физических лиц на электронную почту sci-idea@mail.ru.
_____Приглашаем граждан Российской Федерации разместить свои общественные инициативы на интернет-ресурсе Российская общественная инициатива (https://www.roi.ru/), а также принять участие в голосовании по ранее размещенным на данном интернет-ресурсе общественным инициативам.
_____Предлагаем принять участие в обсуждении проектов нормативных правовых актов на Федеральном портале проектов нормативных правовых актов (https://regulation.gov.ru/)
_____Приглашаем принять участие в Международном конкурсе научно-исследовательских работ «CULTURE, SCIENCE AND TECHNOLOGY – 2026» (далее – Конкурс). Организацию и проведение Конкурса осуществляет научно-образовательный центр «Science Idea» (далее – научно-образовательный центр).
_____Конкурс проводится в заочной форме.
_____В Конкурсе могут принять участие учащиеся школ и организаций дополнительного образования, студенты организаций среднего профессионального образования, студенты и аспиранты организаций высшего образования, дипломированные специалисты (преподаватели, сотрудники организаций).
_____Автором 1 научно-исследовательской работы может быть только 1 человек. Каждый участник может представить неограниченное число работ.
_____Научно-исследовательская работа, представленная участником, может быть выполнена под руководством руководителя, либо может быть выполнена участником самостоятельно без руководителя.
_____Для участия в Конкурсе оплачивается организационный взнос в размере 700 рублей за 1 научно-исследовательскую работу.
_____Приём материалов на Конкурс осуществляется с 27 апреля 2026 г. до 3 июня 2026 г. (включительно) на электронную почту sci21@mail.ru (контактное лицо – Леснов Алексей Владимирович, тел. +79093013453).
_____Подведение итогов Конкурса состоится 17-19 июня 2026 года.
_____Результаты Конкурса будут опубликованы на официальном сайте научно-образовательного центра https://sci-idea.ru/ (на главной странице в разделе «Актуально») 22 июня 2026 года.
_____По итогам конкурса определяются победители (I место), призёры (II место и III место). По решению жюри призовое место может быть присуждено одновременно двум участникам.
_____Каждый участник за каждую представленную им работу награждается дипломом, руководителю за каждую работу, подготовленную под его руководством, вручается благодарность.
_____Дипломы и благодарности в электронном цветном варианте (скан-образы) направляются на электронную почту, указанную в заявке на участие в Конкурсе.
_____Контактные данные: sci21@mail.ru (Леснов Алексей Владимирович, тел. +79093013453).
_____Примечание: из суммы организационных взносов осуществляется оплата работы жюри, работ по оформлению дипломов и благодарностей.
_____Выражаем благодарность органам государственной власти Российской Федерации за поддержку деятельности научно-образовательного центра.
_____«Снимай науку!» — крупнейший в России конкурс научного фото и видео.
_____Национальные проекты России
_____Россия — страна возможностей
_____Фонд президентских грантов
_____Российский фонд фундаментальных исследований
_____Фонд перспективных исследований
_____Экспертное сообщество национальных проектов и национальных целей России
_____НАЦИОНАЛЬНАЯ ПРЕМИЯ "НАШ ВКЛАД"
_____Российский форум "Микроэлектроника"
_____Большая конференция "ПРИОРИТЕТ — ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ЛИДЕРСТВО"
_____Всероссийская олимпиада по искусственному интеллекту
_____БЕСПЛАТНЫЕ КУРСЫ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ
_____Для школьников 8-11 классов и студентов колледжей
_____#C++ #Python #Python и анализ данных #1C программирование #SQL #Аналитика
_____Всероссийский агродиктант
_____Российское общество «Знание»
_____Всероссийский проект «Первые в науке»
_____Проект "Научная Вселенная Первых"
_____ЛЕДОКОЛ ЗНАНИЙ
_____КОНКУРС КОМАНД ВУЗОВ ПО МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
_____ЕДИНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
_____ВЫСШАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ КОМИССИЯ ПРИ МИНОБРНАУКИ РОССИИ
_____Академия Минпросвещения России
_____ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ОБЩЕСТВЕННО ЗНАЧИМЫЙ ПРОСВЕТИТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «ШКОЛА МЕЧТЫ»
_____ВСЕРОССИЙСКАЯ ПРЕМИЯ МОЛОДЁЖНЫХ ДОСТИЖЕНИЙ «ВРЕМЯ МОЛОДЫХ»
_____Зимний университет по инженерным наукам
_____Движение Первых
_____НАУКА БУДУЩЕГО — НАУКА МОЛОДЫХ
_____Федеральные стажировки от Программы «ГосСтарт»
_____Научное волонтерство — инициатива Десятилетия науки и технологий
_____Летний университет - знакомство иностранной молодежи с потенциалом российского образования
_____Всероссийский конкурс научного творчества "Будущее Первых"
_____Федеральный конкурс "Научная Вселенная"
_____Всероссийский фестиваль RuCode
_____Открылась регистрация заявок на участие в Международном чемпионате по алгоритмическому программированию "РуКод". Состязание объединит школьников, студентов и специалистов. Подать заявку можно на Портале государственных услуг Российской Федерации
_____Всероссийская научно-образовательная программа "Плавучий университет"
_____Проект «Стажёр Минобрнауки России»
_____Всероссийский проект "Школа наставничества"
_____Всемирный фестиваль молодёжи
_____Проект "Поколение медиа": молодые медийщики получат поддержку ведущих экспертов страны
_____Росмолодёжь приглашает к участию в форумах на платформе Росмолодёжь. Форумы
_____Стипендиат России
_____Президентский фонд культурных инициатив
_____Минпросвещения России обновило федеральный перечень учебников.
_____Приказы Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки
Целевое обучение в организациях высшего образования
Молодые ученые (достижения и поддержка)
_____Рособрнадзор:
_____Федеральный институт педагогических измерений:
_____Единый государственный экзамен (ЕГЭ)
_____Основной государственный экзамен (ОГЭ)
_____Государственный выпускной экзамен (ГВЭ-9)
_____Обучающие мероприятия для родителей
_____Всероссийский фестиваль популяризации науки «Вектор победы»
_____Программа «Приоритет 2030»
_____Федеральный проект
Трудоустройство выпускников
_____Единая информационная система проведения конкурсов на замещение должностей научных работников
_____Портал госслужбы (вакансии и кадровый резерв в федеральных и региональных органах власти)
_____Персонал и карьера в Госкорпорации "Роскосмос"
_____Карьера в Госкорпорации "Росатом"
_____Электронный сервис Онлайнинспекция.рф (в составе проекта «Открытая Инспекция Труда»)
_____Реестр информационных систем Национальной системы квалификаций
_____Социальная сеть «SkillsNet»
_____Сервисы Национальной системы квалификаций
КОНСТИТУЦИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ
"Об образовании в Российской Федерации"
Комментарий к Федеральному закону "Об образовании в Российской Федерации"
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН от 23 августа 1996 года № 127-ФЗ
"О науке и государственной научно-технической политике"
УКАЗ ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 7 июля 2011 года № 899
"Об утверждении приоритетных направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий Российской Федерации"
УКАЗ ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 28 февраля 2024 года № 145
"О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации"
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 29 марта 2019 года № 377
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПРАВИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 26 декабря 2017 года № 1642
"Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
от 12 сентября 2013 года № 1060 (признается утратившим силу с 1 сентября 2026 года)
"Об утверждении перечней специальностей и направлений подготовки высшего образования, применяемых при реализации образовательных программ высшего образования, содержащих сведения, составляющие государственную тайну или служебную информацию ограниченного распространения"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
от 24 февраля 2021 года № 118
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
от 1 февраля 2022 года № 89 (вступает в силу с 1 сентября 2026 года)
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
от 29 октября 2013 года № 1199
"Об утверждении перечней профессий и специальностей среднего профессионального образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 17 мая 2022 года № 336
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 370
"Об утверждении федеральной образовательной программы основного общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 372
"Об утверждении федеральной образовательной программы начального общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 18 мая 2023 года № 371
"Об утверждении федеральной образовательной программы среднего общего образования"
ПРИКАЗ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 4 апреля 2025 года № 269
ОТЧЕТЫ. ДОКЛАДЫ. СТАТИСТИКА
Отчёты о деятельности Министерства просвещения Российской Федерации
Публичная декларация целей и задач Министерства просвещения Российской Федерации
План деятельности Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и отчёты о его исполнении
Планы и отчёты Федеральной службы по надзору в сфере образования и науки
Статистические издания Федеральной службы государственной статистики
Статистические сборники Высшей школы экономики
Доклады и публикации Организации объединенных наций и её специализированных учреждений
Публикации Продовольственной и сельскохозяйственной организации
Флагманские публикации Продовольственной и сельскохозяйственной организации
Публикации Всемирной организации здравоохранения
Research and Publications of International Labour Organization
цитолога и цитогенетика, впервые получившего хромосомные транслокации у растений,
описавшего явление амфипластии
Выготского Льва Семёновича, психолога, автора культурно-исторической теории происхождения высших психических функций
Виноградского Сергея Николаевича,микробиолога,
одного из основоположников современной общей и почвенной микробиологии
Знаменательные даты
Организации Объединенных Наций (ООН)
24 января
Международный день образования
1-7 февраля
Всемирная неделя гармоничных межконфессиональных отношений
11 февраля
Международный день
женщин и девочек в науке
21 февраля
Международный день родного языка
8 марта
Международный женский день
21 марта
Международный день лесов
Всемирный день поэзии
22 марта
Всемирный день водных ресурсов
30 марта
Международный день за мир без отходов
6 апреля
Международный день спорта
на благо мира и развития
21 апреля
Всемирный день
творчества и инновационной деятельности
3 мая
Всемирный день свободы печати
16 мая
Международный день
жизни вместе в мире друг с другом
21 мая
Всемирный день культурного разнообразия
во имя диалога и развития
22 мая
Международный день
биологического разнообразия
1 июня
Всемирный день родителей
5 июня
Всемирный день окружающей среды
15 июля
Всемирный день навыков молодежи
9 августа
Международный день коренных народов мира
12 августа
Международный день молодежи
8 сентября
Международный день грамотности
21 сентября
Международный день мира
1 октября
Международный день пожилых людей
5 октября
Всемирный день учителя
10 ноября
Всемирный день науки за мир и развитие
5 декабря
Международный день добровольцев
10 декабря
Шарля-Огюстена де Кулона,
Информационные ресурсы
Информационный портал "Национальная политика"
Научно-образовательный портал "Большая российская энциклопедия"
Федеральный портал Истории России
Американский научный портал EurekAlert!
Национальная электронная библиотека
Медиатека издательства "Просвещение"
Федеральный портал "Российское образование"
Портал научной литературы ScienceDirect
Электронный банк заданий для оценки функциональной грамотности
Навигатор для современных родителей "Растим детей"
Проект "Школа Минпросвещения России"
Официальный интернет-ресурс для информирования о социально-экономической ситуации в России
Агентство национально значимых коммуникаций
Образовательный центр "Сириус"
Национальный портал в сфере Искусственного интеллекта
Государственная Информационная Система Промышленности
Центр компетенций НТИ "Водород как основа низкоуглеродной экономики"
Подписывайтесь в MAX
Государственная Дума Российской Федерации Совет Федерации Российской Федерации Правительство России
Верховный Суд России Генпрокуратура России Минюст России Казначейство России Минфин России
Минпросвещения России Минобрнауки России Рособрнадзор Российская академия наук Росмолодёжь
Минздрав России Роспотребнадзор ФМБА России Росздравнадзор Минтруд России Роструд ФОМС
Уполномоченный при Президенте России по правам ребенка Общественная палата России Социальный фонд России
Минприроды России Росприроднадзор Минсельхоз России Россельхознадзор Росрыболовство
Рослесхоз Росгидромет Роснедра Росводресурсы
Минпромторг России Минэкономразвития России Минэнерго России Минтранс России ФНС России
Ространснадзор Росавиация Росавтодор Росжелдор РосМорРечФлот
Минкультуры России Минцифры России Минспорт России МИД России Роскомнадзор Росимущество
Росстат Роспатент ФАС России Росреестр Ростехнадзор Росаккредитация Росстандарт
Русское географическое общество Российское историческое общество Российское военно-историческое общество
Томаса Ханта Моргана, американского биолога-генетика, одного из основоположников
хромосомной теории наследственности
Рене Декарта, французского философа, физика и математика, основоположника
аналитической геометрии, разработчика прямоугольной системы координат
150 лет со дня рождения Бурденко Николая Ниловича,
организатора здравоохранения, основоположника советской нейрохирургии,
главного хирурга Красной Армии
Готфрида Вильгельма Лейбница, немецкого математика,
комбинаторики как науки, одного из основателей математического анализа
Кунафина Гиниятуллы Сафиулловича,
доктора филологических наук, профессора,
специалиста по истории и теории дореволюционной башкирской литературы
Новопашина Михаила Дмитриевича,
доктора технических наук, профессора,
специалиста в области механики деформируемого твердого тела и горных пород
Хасбулатовой Зинаиды Сайдаевны,
специалиста в области химии высокомолекулярных соединений, в частности, ароматических полиэфиров
ДЕСЯТИЛЕТИЕ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ В РОССИИ
государственного деятеля, просветителя и мецената, основателя больниц и школ
Десятилетие действий в поддержку криосферных наук (ООН)
Международный год пастбищных земель и пастбищных животноводов (ООН)
Международный год женщин-фермеров (ООН)
