Ar putea computerele viitorului să funcționeze cu celule cerebrale umane?

Computerele viitorului ar putea fi „biocomputere” bazate pe celulele creierului uman; acestea ar putea fi dezvoltate în timpul vieții noastre, potrivit cercetătorilor de la Universitatea Johns Hopkins, din SUA, care se așteaptă ca o astfel de tehnologie să extindă exponențial capacitățile computerelor moderne și să creeze noi domenii de studiu.

Echipa și-a prezentat planul pentru „inteligența organoidă” în jurnalul Frontiers in Science.

• O eroare în măsurarea supernovelor ar putea duce la rezolvarea misterului energiei întunecate
• O hartă genetică a bolii Alzheimer dezvăluie, în premieră, activitățile ascunse ale genelor

„Calculul și inteligența artificială au condus revoluția tehnologică, dar ating un plafon”, a declarat Thomas Hartung, profesor de științe ale sănătății mediului la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health și Whiting School of Engineering, care conduce lucrările.

„Biocomputingul reprezintă un efort enorm de compactare a puterii de calcul și de creștere a eficienței acesteia pentru a depăși limitele tehnologice actuale”, spune el.

Pe ce se vor baza computerele viitorului?

Timp de aproape două decenii, oamenii de știință au folosit organoide minuscule, țesut cultivat în laborator care seamănă cu organele complet crescute, pentru a experimenta rinichi, plămâni și alte organe fără a recurge la teste pe oameni sau pe animale.

Mai recent, Hartung și colegii de la Johns Hopkins au lucrat cu organoide ale creierului, globuri de dimensiunea unui vârf de stilou cu neuroni și alte caracteristici care promit să susțină funcții de bază precum învățarea și amintirea, scrie Tech Xplore.

„Acest lucru deschide cercetarea asupra modului în care funcționează creierul uman. Pentru că poți începe să manipulezi sistemul, făcând lucruri pe care nu le poți face din punct de vedere etic cu creierul uman”, a spus Hartung.

Hartung a început să crească și să asambleze celulele creierului în organoide funcționale în 2012, folosind celule din mostre de piele umană reprogramate într-o stare asemănătoare celulelor stem embrionare. Fiecare organoid conține aproximativ 50.000 de celule, ceea ce înseamnă aproximativ dimensiunea sistemului nervos al unei musculițe de oțet. Acum, cercetătorul își propune să construiască computerele viitorului folosind astfel de organoide cerebrale.

Computerele care rulează pe acest „hardware biologic” ar putea în următorul deceniu să înceapă să ușureze cerințele de consum de energie ale supercomputingului, care devin din ce în ce mai nesustenabile, a spus Hartung. Chiar dacă computerele procesează calcule care implică numere și date mai rapid decât oamenii, creierul este mult mai inteligent în a lua decizii logice complexe, cum ar fi a face diferența dintre un câine și o pisică.

Creierul uman este mai puternic decât orice computer

„Creierul nu este încă egalat de computerele moderne. Frontier, cel mai recent supercomputer din Kentucky, este o instalație de 600 de milioane de dolari, cu o suprafață de 6.800 de metri pătrați. Abia în iunie anul trecut, a depășit pentru prima dată capacitatea de calcul a unui singur creier uman, dar folosind de un milion de ori mai multă energie”, a spus Hartung.

Ar putea dura zeci de ani până când inteligența organoidă va putea alimenta un sistem la fel de inteligent ca un șoarece, a spus Hartung. Dar extinzând producția de organoide cerebrale și antrenându-le cu inteligență artificială, el prevede un viitor în care biocalculatoarele sprijină o viteză de calcul, putere de procesare, eficiență a datelor și capacități de stocare superioare.

„Va dura zeci de ani până să atingem obiectivul de a avea ceva comparabil cu orice tip de computer. Dar dacă nu începem să creăm programe de finanțare pentru asta, va fi mult mai dificil”, a spus Hartung.

Computerele viitorului și testarea de medicamente

Inteligența organoidă ar putea, de asemenea, să revoluționeze cercetarea de testare a medicamentelor pentru tulburările de neurodezvoltare și neurodegenerare, a spus Lena Smirnova, profesor asistent de sănătate și inginerie a mediului la Johns Hopkins, care co-conduce investigațiile.

„Vrem să comparăm organoidele creierului de la donatori dezvoltați în mod obișnuit cu organoidele creierului de la donatori cu autism”, a spus Smirnova.

„Instrumentele pe care le dezvoltăm pentru computerele viitorului sunt aceleași instrumente care ne vor permite să înțelegem schimbările în rețelele neuronale specifice autismului, fără a fi nevoie să folosim animale sau să accesăm pacienți, astfel încât să putem înțelege mecanismele de bază ale motivului pentru care pacienții au aceste probleme și deficiențe”, a continuat ea.

Pentru a evalua implicațiile etice ale lucrului cu inteligența organoidă, în echipă a fost încorporat un consorțiu divers de oameni de știință, bioeticieni și membri ai publicului.

Vă recomandăm să citiți și:

Bandajul biodegradabil inteligent promite o vindecare rapidă

Conținutul digital ar putea modifica percepția vizuală

Știința a confirmat! Cursurile de dimineață scad performanța studenților

O companie elvețiană a creat prima friptură de mușchiuleț de vită crescut în laborator