Εργαστήριο αναπτύσσει «μίνι εγκεφάλους» για τη λειτουργία υπολογιστών

(Νταν Τρι) - Κάθε σύμπλεγμα «μίνι εγκεφάλου» συνδέεται με κυκλώματα και υπολογιστές, ανοίγοντας την προοπτική μιας γενιάς βιολογικών υπολογιστών που μπορούν να μαθαίνουν, να θυμούνται και να καταναλώνουν πολλές φορές λιγότερη ενέργεια από την τρέχουσα τεχνολογία.

Σύμφωνα με την Spaceworks , μια ομάδα επιστημόνων στην Ελβετία αναπτύσσει μικροσκοπικούς εγκεφάλους από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα. Πιστεύουν ότι στο μέλλον, αυτοί οι εγκέφαλοι θα μπορούσαν να γίνουν η «καρδιά» των βιολογικών υπολογιστών, συμβάλλοντας στην εξοικονόμηση ενέργειας και στη μάθηση όπως οι άνθρωποι.

Οι επιστήμονες στο εργαστήριο FinalSpark χρησιμοποιούν βλαστοκύτταρα για την ανάπτυξη βιολογικών υπολογιστών (Φωτογραφία: FinalSpark).

Στην πόλη Βεβέ, στο καντόνι Βοντ της Ελβετίας, ο Δρ. Φρεντ Τζόρνταν και οι συνάδελφοί του στο εργαστήριο FinalSpark ακολουθούν μια τολμηρή κατεύθυνση.

Αντί να προγραμματίζουν συμβατικά τσιπ πυριτίου, αναζητούν τρόπους για να κάνουν τους ανθρώπινους νευρώνες να μαθαίνουν και να επεξεργάζονται πληροφορίες. Ο απώτερος στόχος είναι η δημιουργία «ζωντανών διακομιστών» που μπορούν να αντιδρούν και να θυμούνται, λειτουργώντας πολύ πιο αποτελεσματικά από τα σημερινά συστήματα υπολογιστών.

Από τα ανθρώπινα κύτταρα του δέρματος μέχρι τους μικροσκοπικούς εγκεφάλους

Στα εργαστήρια FinalSpark, το ταξίδι ξεκινά με ανθρώπινα δερματικά κύτταρα που λαμβάνονται νόμιμα από κλινικές στην Ιαπωνία.

Οι επιστήμονες τα μετέτρεψαν σε βλαστοκύτταρα και στη συνέχεια τα καλλιέργησαν σε ένα ειδικό περιβάλλον για να σχηματίσουν μικρές λευκές σφαίρες που ονομάζονται οργανοειδή.

Κάθε οργανοειδές έχει περίπου το μέγεθος ενός κόκκου ρυζιού, αλλά περιέχει χιλιάδες νευρώνες και άλλα υποστηρικτικά κύτταρα. Αν και είναι πολύ λιγότερο πολύπλοκα από τον ανθρώπινο εγκέφαλο, μοιράζονται τις ίδιες βασικές δομές και ηλεκτρικές αποκρίσεις, δήλωσε η Δρ. Φλόρα Μπρότσι, κυτταρική βιολόγος στην ερευνητική ομάδα.

Μόλις ωρίμασαν, τα οργανοειδή συνδέθηκαν με μικροσκοπικά ηλεκτρόδια συνδεδεμένα με έναν υπολογιστή. Κάθε φορά που ο πειραματιστής πατούσε ένα πλήκτρο, ένα ηλεκτρικό σήμα μεταδιδόταν μέσω του συστήματος και εμφανιζόταν σε μια οθόνη ως ένας μικροσκοπικός χάρτης νευρωνικής δραστηριότητας.

Σύμφωνα με τον Brozzi, αυτό αποτελεί απόδειξη ότι οι νευρώνες στα οργανοειδή μπορούν να αντιλαμβάνονται, να αντιδρούν και σταδιακά να μαθαίνουν να επεξεργάζονται πληροφορίες.

Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι να διατηρηθεί ο τεχνητός εγκέφαλος «ζωντανός»

Η διατήρηση της λειτουργίας ενός μικροσκοπικού εγκεφάλου δεν είναι εύκολη υπόθεση. Αυτά τα οργανοειδή είναι πολύ ευαίσθητα και απαιτούν σχεδόν συνεχή παροχή θρεπτικών συστατικών και ένα σταθερό περιβάλλον.

Μετά από τέσσερα χρόνια δοκιμών, η ομάδα του FinalSpark βοήθησε τα οργανοειδή να ζήσουν έως και τέσσερις μήνες, ένα σημαντικό βήμα προόδου στον τομέα της βιοπληροφορικής.

Παρατήρησαν επίσης ένα ιδιόμορφο φαινόμενο πριν σταματήσουν να λειτουργούν τα οργανοειδή: τα ηλεκτρικά σήματα εμφανίζονταν συχνά σε εκρήξεις σαν ταχυπαλμία. Αν και δεν μπορούν να το εξηγήσουν πλήρως, υποδηλώνει ότι τα σμήνη νευρώνων μπορεί να έχουν φτάσει σε μια κατάσταση πολύ πιο σύνθετης αλληλεπίδρασης από ό,τι πριν.

Ο αγώνας δρόμου για τη δημιουργία υπολογιστών μάθησης

Η FinalSpark δεν είναι η μόνη εταιρεία που επιδιώκει την ιδέα του συνδυασμού βιολογίας και τεχνολογίας. Στην Αυστραλία, η Cortical Labs ανακοίνωσε ότι είχε εκπαιδεύσει μια ομάδα τεχνητών νευρώνων για να παίζουν το παιχνίδι Pong στον υπολογιστή.

Στις ΗΠΑ, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins αναπτύσσουν επίσης «μίνι εγκεφάλους» για να μάθουν πώς οι άνθρωποι επεξεργάζονται πληροφορίες, ανοίγοντας έτσι το δρόμο για τη θεραπεία νευρολογικών ασθενειών όπως η νόσος Αλτσχάιμερ ή ο αυτισμός.

Η Δρ. Λένα Σμιρνόβα, υπεύθυνη της έρευνας στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς, δήλωσε ότι οι βιοϋπολογιστές δεν προορίζονται να αντικαταστήσουν πλήρως τα υπάρχοντα τσιπ, αλλά θα βοηθήσουν τους ανθρώπους στην προσομοίωση της παθολογίας, στην έρευνα φαρμάκων και στην ελαχιστοποίηση της χρήσης ζώων σε πειράματα.

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι η τεχνολογία της «καλλιέργειας του εγκεφάλου για υπολογισμούς» βρίσκεται ακόμη σε πολύ πρώιμο στάδιο.

Αλλά οι δυνατότητες είναι τεράστιες. Κάποια μέρα, αυτοί οι «εγκέφαλοι σε δοκιμαστικό σωλήνα» θα μπορούσαν να γίνουν η βάση για συστήματα υπολογιστών που μαθαίνουν, θυμούνται και προσαρμόζονται, κάτι που μόνο οι άνθρωποι ήταν σε θέση να κάνουν στο παρελθόν.

Πηγή: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phong-thi-nghiem-nuoi-nao-mini-de-van-hanh-may-tinh-20251008064509797.htm