Mokslininkai naudoja žmogaus „mini smegenis“ kompiuterių valdymui – kas toliau?

Šveicarijos startuolio „FinalSpark“ laboratorijos mokslininkai augina žmogaus smegenų ląstelių sankaupas – mini organoidus – skirtus maitinti eksperimentinius kompiuterius. Vienas iš „FinalSpark“ įkūrėjų Fredas Jordanas pareiškė tikintis, kad ateityje procesoriai, veikiantys su žmogaus smegenų ląstelėmis, pakeis lustus, kurie šiuo metu maitina dirbtinio intelekto (DI) bumą.

Biologiniai neuronai išspręs DI energijos poreikį?

Nauja tyrimų sritis, biokompiuterija arba „šlapiąja įranga“ (angl. wetware), siekia panaudoti evoliuciškai ištobulintą, bet vis dar paslaptingą žmogaus smegenų skaičiavimo galią.

Superkompiuteriai, kuriais paremti DI įrankiai, tokie kaip „ChatGPT“, šiuo metu naudoja silicio puslaidininkius, kad imituotų žmogaus smegenų neuronus ir tinklus.

Tačiau biokompiuterija – arba žmogaus ląstelių panaudojimas – galėtų padėti išspręsti sparčiai augantį DI energijos poreikį, kuris jau kelia grėsmę klimato kaitos mažinimo tikslams ir privertė kai kurias technologijų milžines griebtis branduolinės energijos.

Pasak vieno iš „FinalSpark“  F. Jordano, biologiniai (iš žmogaus sukurti) neuronai milijoną kartų labiau taupo energiją nei dirbtiniai.

Be to, jie gali būti be galo dauginami laboratorijoje, priešingai nei itin paklausios DI mikroschemos, kurias gamina tokios milžinės, kaip „Nvidia“.Kol kas „šlapiosios įrangos“ skaičiavimo galia dar labai toli nuo to, kad galėtų konkuruoti su technine įranga, kuri varo visą pasaulį.

Tačiau dabar „FinalSpark“ sukūrė iš žmogaus ląstelių pagamintas „mini smegenis“, kurios tarnauja kaip primityvūs kompiuterių procesoriai ir yra vis plačiau naudojamos tiek mokslo institucijų, tiek verslo įmonių.

Kaip gaminamos „mini smegenys“

Tam, kad pagamintų „mini smegenis“, „FinalSpark“ naudoja žmogaus kamienines ląsteles, išgautas iš odos donorų. Tuomet šias ląsteles paverčia neuronais, kurie suformuojami į mažus, vos milimetro dydžio darinius – smegenų organoidus. Šie mikroskopiniai dariniai, maždaug vaisinės muselės lervos dydžio, naudojami eksperimentams visame pasaulyje.

Pavyzdžiui, Bristolio universiteto tyrėjas Benjaminas Ward-Cherrieris panaudojo smegenų organoidą roboto smegenims – tai leido robotui išmokti atskirti Brailio rašto raides. 

O štai Džonso Hopkinso universitete tiriami smegenų organoidai, siekiant geriau suprasti neurologinius sutrikimus, kaip autizmas ir Alzheimerio liga. 

Smegenų organoidų elgesys kelia neaiškumų 

Biokompiuterija laikoma ateities technologija. Ekspertai prognozuoja, kad jos taikymas gali smarkiai išaugti per artimiausius 20 metų. 

Kol vyksta diskusijos dėl šio metodo potencialo, vis dažniau keliami klausimai, ar smegenų organoidai kada nors galėtų tapti sąmoningi.

Dauguma mokslininkų tokį scenarijų atmeta, tačiau laboratorijose auginami vadinamieji „mini smegenų“ organoidai vis tiek kelia nemažai mįslių. Jie laikomi specialiuose inkubatoriuose, primenančiuose didelius šaldytuvus. Kaskart atidarius inkubaturiaus duris, neuronai netikėtai suaktyvėja – tarsi „pajustų“ aplinkos pasikeitimą, nors neturi jokių žinomų jutimo mechanizmų. Šis keistas reiškinys jau daugelį metų glumina mokslininkus.

Laboratorijoje smegenų organoidai laikomi specialiame inkubatoriuje, primenančiame didelį šaldytuvą. Kaskart jį atidarius, neuronai netikėtai suaktyvėja – tarsi „pajustų“ aplinkos pasikeitimą, nors jiems trūksta bet kokių žinomų jutimo mechanizmų. Šis reiškinys jau daugelį metų kelia mokslininkams klausimų.

„FinalSpark“ vadovas F. Jordanas pripažįsta, kad organoidų sąmoningumo klausimas paliečia ir filosofines, ir etines ribas, todėl bendrovė nuolatos bendradarbiauja su etikos ekspertais. 

Jis taip pat pabrėžia, kad organoidai neturi skausmo receptorių ir yra kur kas mažesni nei žmogaus smegenys – juose tėra keli tūkstančiai neuronų, palyginti su maždaug 100 milijardų žmogaus smegenyse.

Nors žmogaus smegenys intensyviai tiriamos, daugelis jų veikimo aspektų, įskaitant sąmonės atsiradimą, išlieka paslaptimi. Todėl mokslininkai viliasi, kad biokompiuterija ateityje padės ne tik plėsti kompiuterinių technologijų galimybes, bet ir geriau suprasti mūsų pačių protą.