В нескольких лабораториях по всему миру ученые вплотную подошли к созданию того, что еще недавно казалось уделом научной фантастики — вычислительных систем на основе живых человеческих клеток. Эта новая область, которую исследователи уже назвали биокомпьютингом, предполагает использование органоидов — миниатюрных, выращенных в лаборатории подобий мозга — для обработки информации.
Ученые научились выращивать миниатюрные человеческие мозги: их хотят использовать в компьютерах
Что произойдет, если подключить живые человеческие нейроны к компьютеру?
Unsplash
Как пишет ВВС, конечная цель этой амбициозной работы — создать «живые» серверы, способные обучаться подобно искусственному интеллекту, но потребляющие лишь малую долю энергии по сравнению с современными кремниевыми системами.
Первые киборги появятся уже скоро: глава РАН дал прогноз появления человекоподобных роботов и имплантов
Идеальное зрение уже скоро: Neuralink Илона Маска внедрит зрительный имплант уже в 2025 году
Мозговой имплант — это только начало: Илон Маск скоро начнет тестировать роборуки для парализованных людей
Идеальное зрение уже скоро: Neuralink Илона Маска внедрит зрительный имплант уже в 2025 году
Мозговой имплант — это только начало: Илон Маск скоро начнет тестировать роборуки для парализованных людей
Одним из пионеров этого направления является швейцарская лаборатория FinalSpark. Ее сооснователь, доктор Фред Джордан, признает, что сама идея использования живых нейронов в качестве «маленьких машин» заставляет по-новому взглянуть на природу человеческого мозга.
Вместо привычных терминов «hardware» и «software» в этой сфере появился новый — «wetware», что можно перевести как «влажное» или «мокрое» обеспечение.
Процесс создания биокомпьютера в лаборатории FinalSpark начинается с покупки стволовых клеток, полученных из клеток кожи человека, у официального поставщика в Японии. В лаборатории эти клетки культивируют в течение нескольких месяцев, в результате чего они развиваются в кластеры нейронов и вспомогательных клеток — органоиды.
Каждый такой органоид представляет собой сферу, состоящую из основных строительных блоков человеческого мозга, хотя и значительно уступающую ему по сложности.
На следующем этапе готовые органоиды подключают к электродам, через которые можно отправлять и получать электрические сигналы. В ходе экспериментов ученые посылают сигналы с помощью простых команд с клавиатуры и наблюдают за реакцией органоида на экране компьютера, где активность отображается в виде графика, похожего на электроэнцефалограмму (ЭЭГ).
По словам доктора Фреда Джордана, сооснователя FinalSpark, исследователи все еще многое не понимают в реакциях органоидов.
Одной из главных задач является запуск процесса обучения в нейронах биокомпьютера, чтобы они могли адаптироваться и выполнять задачи, аналогичные ИИ, например, распознавать объекты на изображениях.
Ключевой проблемой в развитии биокомпьютинга остается поддержание жизнеспособности органоидов. Как отмечает профессор Саймон Шульц из Имперского колледжа Лондона, в отличие от человеческого мозга, у органоидов нет кровеносных сосудов для доставки питательных веществ.
На данный момент команда FinalSpark смогла продлить жизнь своих органоидов до четырех месяцев.
Исследователи также зафиксировали необычное явление: в последние моменты жизни органоиды иногда демонстрируют резкую вспышку активности, что напоминает процессы, наблюдаемые у некоторых людей в конце жизни.
В области биокомпьютинга работают и другие научные группы. Так, австралийская фирма Cortical Labs в 2022 году сообщила, что ей удалось научить искусственные нейроны играть в компьютерную игру Pong.
В Университете Джонса Хопкинса (США) исследователи под руководством доктора Лены Смирновой также создают «мини-мозги», но в основном для изучения неврологических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и аутизм, и разработки лекарств.