Mokslininkai sujungė tris žmogaus „mini smegenis“ – tinklas išmoko to, ko viena nesugebėjo

Sekite TechNaujienos Google

Laboratorijoje išaugintas smegenų audinys dar nėra tikros smegenys, tačiau naujas eksperimentas parodė, kad keli tokie organoidai, sujungti į vieną tinklą, gali pradėti elgtis kitaip nei atskiri audinio gabalėliai.

Tyrėjai sujungė tris žmogaus smegenų organoidus ir dvi savaites juos kartotinai stimuliavo elektriniais signalais. Po šio laikotarpio trijų organoidų tinklas pradėjo geriau atskirti skirtingus signalų šaltinius.

Svarbiausia detalė: vienas organoidas tokio pagerėjimo neparodė. Dviejų organoidų tinklas taip pat nepasiekė statistiškai reikšmingo progreso. Pokytis atsirado būtent trijų dalių sistemoje, teigiama „Communications Biology“ publikuotame tyrime.

Ką reiškia, kad „mini smegenys išmoko“?

Čia labai lengva persistengti su žodžiais. Smegenų organoidai nėra maži žmonės laboratoriniame inde ir nėra įrodymų, kad jie turi sąmonę. Tai iš kamieninių ląstelių išauginti neuroninio audinio dariniai, imituojantys kai kurias besivystančių smegenų savybes.

Naujausi straipsniai

3 min. skaitymo • prieš 43 minutės

Fizikai sustiprino superlaidumą pasitelkę tai, ką vadiname „tuščia erdve“

3 min. skaitymo • prieš 48 minutės

Pentagonas kuria „Autowarcom“ – naują keturių žvaigždučių vadovybę dronų ir DI karui

3 min. skaitymo • prieš 53 minutės

Kinijoje rastas „ketursparnis“ dinozauras verčia perrašyti skrydžio istoriją

Visi naujausi straipsniai →

Eksperimento metu mokslininkai vertino ne „mintis“, o elektrinio tinklo gebėjimą skirtingai reaguoti į signalus. Po pakartotinės stimuliacijos trijų organoidų sistema pradėjo demonstruoti aiškesnius, nuo įėjimo priklausančius aktyvumo modelius.

Tyrėjai taip pat fiksavo funkcinių jungčių pokyčius organoidų viduje ir tarp jų, greitesnes reakcijas bei kryptingesnį spontaninio aktyvumo plitimą. Paprastai tariant, tinklas po treniravimo persitvarkė taip, kad skirtingus signalus apdorotų skirtingai.

„TechNaujienos.lt“ jau rašė apie žmogaus smegenų organoidų naudojimą biologiniuose skaičiavimuose. Naujas darbas žengia dar vieną žingsnį – rodo, kad svarbus gali būti ne vien paties organoido sudėtingumas, bet ir kelių tokių modulių tinklas.

Kodėl tai domina kompiuterių mokslininkus?

Šiuolaikiniai DI modeliai sunaudoja milžinišką energijos kiekį. Žmogaus smegenys, priešingai, apdoroja sudėtingą informaciją naudodamos vos kelias dešimtis vatų. Dėl to atsirado visa tyrimų kryptis, bandanti biologinių neuronų savybes panaudoti skaičiavimams.

Organoidų tinklai teoriškai galėtų tapti platforma, kurioje mokomasi ne keičiant milijardus skaitmeninių parametrų, o fiziškai pertvarkant gyvų neuronų jungtis. Kol kas tai labai ankstyva stadija ir niekas tokiomis sistemomis nekeičia įprastų kompiuterių.

Be to, yra rimtų praktinių problemų: organoidus reikia auginti, maitinti, palaikyti gyvus ir standartizuoti. Du iš pažiūros vienodi organoidai biologiniu požiūriu gali būti gana skirtingi.

Vis dėlto pats eksperimentas intriguoja tuo, kad parodo „modulinio“ principo potencialą. Vienas audinio gabalėlis nepadarė to, ką padarė trijų sujungtų organoidų sistema.

Anksčiau mokslininkai jau išmoko laboratorijoje auginti vis sudėtingesnius smegenų organoidus. Dabar klausimas pamažu keičiasi: ne tik kiek sudėtingą audinį galima užauginti, bet ir kas nutinka, kai keli tokie audiniai pradeda veikti kartu.