آزمایشگاهی «مینی مغزها» را برای کار با رایانه‌ها پرورش می‌دهد

(دن تری) - هر خوشه «مینی‌مغز» به مدارها و رایانه‌ها متصل است و چشم‌انداز نسلی از رایانه‌های بیولوژیکی را می‌گشاید که می‌توانند یاد بگیرند، به خاطر بسپارند و انرژی بسیار کمتری نسبت به فناوری فعلی مصرف کنند.

طبق گزارش Spaceworks ، گروهی از دانشمندان در سوئیس در حال پرورش مغزهای کوچک از سلول‌های بنیادی انسان هستند. آنها معتقدند که در آینده، این مغزها می‌توانند به «قلب» رایانه‌های بیولوژیکی تبدیل شوند و به صرفه‌جویی در مصرف انرژی و یادگیری مانند انسان کمک کنند.

دانشمندان آزمایشگاه FinalSpark از سلول‌های بنیادی برای توسعه رایانه‌های بیولوژیکی استفاده می‌کنند (عکس: FinalSpark).

در شهر ووی، در کانتون وو، سوئیس، دکتر فرد جردن و همکارانش در آزمایشگاه فاینال‌اسپارک، مسیری جسورانه را دنبال می‌کنند.

آنها به جای برنامه‌نویسی تراشه‌های سیلیکونی مرسوم، به دنبال راه‌هایی برای وادار کردن نورون‌های انسانی به یادگیری و پردازش اطلاعات هستند. هدف نهایی، ایجاد «سرورهای زنده» است که بتوانند واکنش نشان دهند و به خاطر بسپارند و بسیار کارآمدتر از سیستم‌های کامپیوتری امروزی عمل کنند.

از سلول‌های پوست انسان تا مغزهای کوچک

در آزمایشگاه‌های FinalSpark، این سفر با سلول‌های پوست انسان که به طور قانونی از کلینیک‌های ژاپن به دست آمده‌اند، آغاز می‌شود.

دانشمندان آنها را به سلول‌های بنیادی تبدیل کردند، سپس آنها را در محیطی خاص کشت دادند تا کره‌های سفید کوچکی به نام ارگانوئید تشکیل دهند.

هر ارگانوئید تقریباً به اندازه یک دانه برنج است اما حاوی هزاران نورون و سایر سلول‌های پشتیبان است. دکتر فلورا بروزی، زیست‌شناس سلولی در تیم تحقیقاتی، گفت: اگرچه آنها بسیار کمتر از مغز انسان پیچیده هستند، اما ساختارهای اساسی و پاسخ‌های الکتریکی یکسانی دارند.

پس از بالغ شدن، ارگانوئیدها به الکترودهای کوچکی متصل به یک کامپیوتر متصل شدند. هر بار که آزمایشگر کلیدی را فشار می‌داد، یک سیگنال الکتریکی از طریق سیستم منتقل می‌شد و به صورت یک نقشه مینیاتوری از فعالیت عصبی روی صفحه نمایش داده می‌شد.

به گفته‌ی بروزی، این شواهدی است که نشان می‌دهد نورون‌های موجود در ارگانوئیدها می‌توانند حس کنند، پاسخ دهند و به تدریج یاد بگیرند که اطلاعات را پردازش کنند.

بزرگترین چالش، زنده نگه داشتن مغز مصنوعی است

حفظ عملکرد یک مغز کوچک کار آسانی نیست. این ارگانوئیدها بسیار ظریف هستند و به منبع تقریباً ثابتی از مواد مغذی و محیطی پایدار نیاز دارند.

پس از چهار سال آزمایش، تیم FinalSpark به ارگانوئیدها کمک کرده است تا تا چهار ماه زنده بمانند، که گامی مهم در زمینه محاسبات زیستی است.

آنها همچنین قبل از اینکه ارگانوئیدها از کار بیفتند، متوجه یک پدیده عجیب شدند: سیگنال‌های الکتریکی اغلب به صورت انفجاری مانند ضربان قلب سریع ظاهر می‌شدند. اگرچه آنها نمی‌توانند این را به طور کامل توضیح دهند، اما نشان می‌دهد که خوشه‌های نورونی ممکن است به حالت تعامل بسیار پیچیده‌تری نسبت به قبل رسیده باشند.

رقابت برای ساخت کامپیوترهای یادگیرنده

فاینال‌اسپارک تنها شرکتی نیست که ایده ترکیب زیست‌شناسی و فناوری را دنبال می‌کند. در استرالیا، شرکت کورتیکال لبز اعلام کرد که گروهی از نورون‌های مصنوعی را برای انجام بازی کامپیوتری پونگ آموزش داده است.

در ایالات متحده، محققان دانشگاه جان هاپکینز نیز در حال توسعه «مینی مغزها» هستند تا دریابند که انسان‌ها چگونه اطلاعات را پردازش می‌کنند و از این طریق راه را برای درمان بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر یا اوتیسم هموار کنند.

دکتر لنا اسمیرنووا، مسئول این تحقیق در دانشگاه جانز هاپکینز، گفت که قرار نیست زیست‌رایانه‌ها به طور کامل جایگزین تراشه‌های موجود شوند، اما به انسان‌ها در شبیه‌سازی آسیب‌شناسی، تحقیق در مورد داروها و به حداقل رساندن استفاده از حیوانات در آزمایش‌ها کمک خواهند کرد.

کارشناسان ارزیابی می‌کنند که فناوری «کشت مغز برای محاسبه» هنوز در مراحل بسیار اولیه خود است.

اما پتانسیل بسیار زیاد است. روزی، این «مغزها در لوله آزمایش» می‌توانند به پایه‌ای برای سیستم‌های کامپیوتری تبدیل شوند که یاد می‌گیرند، به خاطر می‌سپارند و سازگار می‌شوند، کاری که قبلاً فقط انسان‌ها قادر به انجام آن بوده‌اند.

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