도호쿠 대학의 오노 히데오 교수(현 총장) 등의 연구 그룹은 뇌의 신경 회로망을 구성하는 뉴런과 시냅스와 유사한 동작을 나타내는 신형 스핀트로닉스 소자를 개발했다.
인간의 뇌는 PC나 휴대전화에 사용하는 집적회로와는 구조·정보처리양식이 전혀 다르고, 매우 작은 에너지에 의해 인식이나 판단, 학습이나 기억 등 고도의 정보처리 기능을 실현하고 있다.그 때문에 정보처리장치에 뇌의 신경회로망(신경망)의 구조나 동작기구를 도입하여 성능을 향상시키는 대처가 활발했다.
연구 그룹에서는 뉴런이 발생하는 스파이크 형태의 출력(활성 전위)을 신호로 하는 「스파이킹 뉴럴 네트워크」를 연구 대상으로 하고 있다.여기에는 뇌의 기본 구성요소인 뉴런과 시냅스의 시간적인 반응을 재현할 수 있는 신개념 하드웨어 유닛이 필요하지만, 양자는 기능이 크게 다르기 때문에 지금까지는 전혀 다른 재료로 그들을 닮았다 거동을 나타내는 소자를 따로 개발하고 있었다.
연구그룹은 이전에 반강자성 재료와 강자성 재료를 쌓은 재료계를 개발했다.이번, 그것을 미세 가공함으로써, 뉴런과 시냅스의 각 기능을 발현하는 소자를 전자의 전하·스핀의 특성을 응용하는 스핀트로닉스의 원리에 의해 동시에 형성할 수 있는 것을 나타내었다.또한 양자 상대 론적 효과를 이용하여 뉴런의 전형적인 기능과 학습과 기억에서의 시냅스의 특징적인 기능과 유사한 동작을 실현하는데 성공했다.
이 소자에 의해 생체의 신경 회로 기능의 인공적 실현이나, 인간의 뇌와 비슷한 유연한 인식이나 판단, 학습이나 기억을 가능하게 해, 항상 변화하는 환경에의 적응성이나 에너지 효율이 뛰어난 완전히 새로운 컴퓨터 의 실현이 기대된다고 하고 있다.
