• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권6호
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• pp.658-663
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• 2015

In the previous work, we have proposed an integrate-and-fire neuron circuit and synaptic device based on the floating body MOSFET [1-3]. Integrate-and-Fire(I&F) neuron circuit emulates the biological neuron characteristics such as integration, threshold triggering, output generation, refractory period using floating body MOSFET. The synaptic device has short-term and long-term memory in a single silicon device. In this paper, we connect the neuron circuit and the synaptic device using current mirror circuit for summation of post synaptic pulses. We emulate spike-timing-dependent-plasticity (STDP) characteristics of the synapse using feedback voltage without controller or clock. Using memory device in the logic circuit, we can emulate biological synapse and neuron with a small number of devices.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.368-374
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• 2016

본 논문에서 뉴런시냅스 응용을 위한 이산화 타이타늄 나노와이어 기반 멤리스터 소자의 전기회로 모델의 실험적 연구를 보인다. 제안하는 멤리스터 소자의 전기회로 모델은 IC 칩과 연산증폭기, 곱셈기 저항 및 커패시터 등의 수동소자 등으로 이루어진다. 멤리스터 소자의 등가모델의 시간파형, 주파수 특성, I-V 곡선 및 전력특성 등에 대한 PSPICE 모의실험 및 하드웨어 구현의 실험적 연구를 하였다. 측정결과, 히스테리시스 전류-전압 특성 등 실제 멤리스터 소자의 전기적 특성에 유사한 결과를 확인하였다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제14권2호
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• pp.75-82
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• 2006

Synaptic plasticity, which is a long lasting change in synaptic efficacy, underlies many neural processes like learning and memory. It has long been acknowledged that new protein synthesis is essential for both the expression of synaptic plasticity and memory formation and storage. Most of the research interests in this field have focused on the events regulating transcriptional activation of gene expression from the cell body and nucleus. Considering extremely differentiated structural feature of a neuron in CNS, a neuron should meet a formidable task to overcome spatial and temporal restraints to deliver newly synthesized proteins to specific activated synapses among thousands of others, which are sometimes several millimeters away from the cell body. Recent advances in synaptic neurobiology has found that almost all the machinery required for the new protein translation are localized inside or at least in the vicinity of postsynaptic compartments. These findings led to the hypothesis that dormant mRNAs are translationally activated locally at the activated synapse, which may enable rapid and delicate control of new protein synthesis at activated synapses. In this review, we will describe the mechanism of local translational control at activated synapses focusing on the role of cytoplasmic polyadenylation of dormant mRNAs.

• Molecules and Cells
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• 제40권7호
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• pp.485-494
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• 2017

Oleanolic acid (OA) has neurotrophic effects on neurons, although its use as a neurological drug requires further research. In the present study, we investigated the effects of OA and OA derivatives on the neuronal differentiation of rat hippocampal neural progenitor cells. In addition, we investigated whether the class II histone deacetylase (HDAC) 5 mediates the gene expression induced by OA. We found that OA and OA derivatives induced the formation of neurite spines and the expression of synapse-related molecules. OA and OA derivatives stimulated HDAC5 phosphorylation, and concurrently the nuclear export of HDCA5 and the expression of HDAC5 target genes, indicating that OA and OA derivatives induce neural differentiation and synapse formation via a pathway that involves HDAC5 phosphorylation.

• 센서학회지
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• 제28권5호
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• pp.284-288
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• 2019

A calibration-free analog neuron circuit is proposed as a viable alternative to the power hungry digital neuron in implementing a deep neural network. The conventional analog neuron requires calibrations because a voltage-mode link is used between the soma and the synapse, which results in significant uncertainty in terms of current mapping. In this work, a current-mode link is used to establish a robust link between the soma and the synapse against the variations in the process and interconnection impedances. The increased hardware owing to the adoption of the current-mode link is estimated to be manageable because the number of neurons in each layer of the neural network is typically bounded. To demonstrate the utility of the proposed analog neuron, a simple neural network with $4{\times}7{\times}3$ architecture has been designed for classifying iris flowers. The chip is now under fabrication in 0.35 mm CMOS technology. Thus, the proposed true current-mode analog neuron can be a practical option in realizing power-efficient neural networks for edge computing.

• Applied Microscopy
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• 제36권2호
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• pp.83-91
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• 2006

신경연접은 다양한 생리적 또는 병적 상태에 반응하여 구조 및 수적 변화를 보이며, 신경연접의 밀도 변화는 신경세포의 활성 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 특정 생리적 또는 병적 상태에서 신경연접의 밀도 변화를 명확히 이해하기 위해서는 정확한 정량방법을 이용한 밀도 측정이 필수적이다. 본 연구에서는 physical disector법을 이용하여 흰쥐 뇌의 치아이랑에 위치하는 과립신경세포의 신경연접 수를 측정하였으며, 이를 통해 physical disector의 방법적 정확성을 확인하고자 하였다. 성체 흰쥐를 관류고정한 후 치아이랑의 연속 절편을 얻어 통상적인 전자현미경 시료제작법을 통해 Epon 혼합용액에 포매하였다. Physical disector법을 이용한 밀도 분석 시 연속절편의 정렬, 비교 및 disector frame이 필요하므로 Reconstruct 프로그램을 사용하였다. 동물 당 40장의 $1{\mu}m$ 연속절편을 제작하여 과립신경세포체의 밀도를 측정하였으며, 15장의 80nm연속절편으로부터 bidirectional disector법을 이용하여 과립신경세포와 내측 관통로(medial perforant path) 간 신경 연접의 밀도를 분석하였다. 과립신경세포의 세포체와 신경연접은 각각 과립층과 분자층에 위치하기 때문에 하나의 신경세포가 가지는 신경연접의 수를 측정하기 위해서는 각 층의 부피를 고려하는 것이 요구된다. 따라서 과립층에 대한 분자층의 부피비율을 측정하였다. 실험결과, 흰쥐 치아이랑에 위치하는 하나의 과립세포당 약 6,500개의 신경연접의 존재한다는 사실을 확인하였으며, 이는 다른 연구자들의 결과와 유사하였다. 본 연구로부터 physical disector법은 특정 생리적 또는 병적 조건에서 나타나는 신경세포 및 신경연접의 수적 변화를 정확히 측정할 수 있는 유용한 정량방법임을 알 수 있었다. 향후 physical disector법을 이용하여 다양한 실험동물모델의 신경연접 변화를 분석하는 것은 신경연접의 형태적 가소성을 이해하는데 이바지할 것으로 생각된다.

• 전기의세계
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• 제38권2호
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• pp.39-52
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• 1989

본고에서는 우선 미국에서의 Neural Chip에 대한 개발현황에 대해서 고찰하고자 하며, 신경 세포를 실현하는데 어려운 문제점인 신경 세포간의 연결세기를 나타내는 어려운 문제점인 신경 세포간의 연결세기를 나타내는 Synapse를 구현하는 방법과 자극과 억제에 해당하는 입력 신호를 가해주는 방법에 대해서 소개하고자 한다. 그리고 국내 대학에서 연구한 결과로서 문자 인식을 하기 위한 영상처리의 전처리 과정인 잡음제거, 세선화, 특징점 추출에 대해서 신경회로망을 이용한 Chip 설계 방법과 4-bit A/D변환기, 4-bit가산기, 5 * 5 곱셈기, 그리고 Associative Memory를 VLSI로 구현하는 방법에 대해서 소개하고자 한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 신호처리소사이어티 추계학술대회 논문집
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• pp.103-106
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• 2003

An oscillatory neural network circuit has been designed and fabricated in an 0.5 ${\mu}{\textrm}{m}$ double poly CMOS technology. The proposed oscillatory neural network consists of 3 neural oscillator cells with excitatory synapses and a neural oscillator cell with inhibitory synapse. Simulations of a network of oscillators demonstrate cooperative computation. Measurements of the fabricated chip in condition of $\pm$ 2.5 V power supply is shown.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1999년도 제14차 학술회의논문집
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• pp.214-217
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• 1999

In this paper, genetic algorithm (GA) is implemented to search for the optimal structures (i.e. the kind of neural networks, the number of inputs and hidden neurons) of neural networks which are used approximating a given nonlinear function. Two kinds of neural networks, i.e. the multilayer feedforward [1] and time delay neural networks (TDNN) [2] are involved in this paper. The synapse weights of each neural network in each generation are obtained by associated training algorithms. The simulation results of nonlinear function approximation are given out and some improvements in the future are outlined.

• 전자공학회논문지B
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• 제31B권4호
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• pp.155-165
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• 1994

An analog neural network circuit of rhigh density integration is introduced. It's prototype chip is designed in 3 by 3 mm2 die. It uses only one MOSFET to implement a synapse. The number of synapses per neuron can be expanded by cascading several chips. The influence of nonlinearity in synapses is analyzed. A formalization of the back propagation which can be applied to this circuit is shown. Some simulation results are shown and disscussed.