Digitália

2023.12.14. 06:00

Sikerült számítógépet építeni kitenyésztett emberi agyszövet felhasználásával

A laboratóriumban tenyésztett agyszövet egészen jól felismeri és érti a japán nyelvet.

MW

Forrás: Shutterstock

Fotó: Sergey Novikov

Minap adtunk hírt arról, hogy három nagy lépés választ el minket, hogy feltöltsük az agyunkat egy számítógépre. Mai cikkünkből kiderül, az elsőt már részben meglépték: az emberi agyszövetből készült számítógépet Brainoware-nek hívják, és működik. Az indianai Bloomington Egyetemen Feng Guo és tudós csapata építette.

Az emberi agy csodálatos: megközelítőleg 86 milliárd neuron, és több billió szinapszis (csatlakozási pont) található benne. Mindegyik neuron tízezer másik neuronhoz kapcsolódik, amelyek kommunikálnak egymással. Az elmúlt években tudósok és mérnökök olyan hardverek és algoritmusok tervezésén és fejlesztésén dolgoztak, amelyeket az agy szerkezete és működése ihletett, és megpróbáltak fejlett biológiai rendszereken alapuló számítógépeket építeni.

Az agy által ihletett számítástechnikai hardver célja, hogy emulálja az agy szerkezetét és működési elveit, így felhasználható a mesterséges intelligencia technológiák jelenlegi korlátainak leküzdésére. Az agy által ihletett szilícium chipek azonban még mindig korlátozottak abban, hogy teljesen utánozzák az agyműködést, mivel legtöbbjük digitális elektronikus elvekre épül. Feng Guo azonban

a laboratóriumban termesztett agyi organoidokat elektródákkal kapcsolta össze egy mesterséges neurális hálózat, úgynevezett „tartályszámítógép” segítségével.

Végtelenül leegyszerűsítve úgy működik a biológiai gép, hogy az elektródákon keresztül küldött elektromos jelek információt továbbítanak az agyi organoidoknak, amelyek az információt és a kimeneti számítási eredményeket neurális adatok formájában dolgozzák fel. Ez a „Brainoware”.

Amikor a kutatócsoport elektromos jelet küldött a Brainoware-nak, az reagált a jelre és kimeneti neurális aktivitást produkált. A kutatócsoport szerint

a kísérlet eredményei azt mutatják, hogy a Brainoware valóban képes emberi felügyelet nélkül feldolgozni az információkat és elvégezni számítási feladatokat.

A biológiai számítógép működőképességének bizonyítására nyolc kísérleti alany 240 rögzített hangfelvételét használták, melyekben japán magánhangzókat ejtettek ki, hogy teszteljék, be tudja-e azonosítani a hangokat. A BrainoWare feldolgozta az elektromos jelekké alakított hangfelvételeket. Kimenő jeleit mesterséges intelligenciával elemezve bebizonyosodott, a Brainoware körülbelül 78%-os pontossággal azonosította a hangokat, pedig mindössze két napig „tanult”. Guo rámutat, hogy ez a 78% azért kevésbé pontos működést jelez, mint amit egy mesterséges intelligencia alapú, hagyományos hardverelemekből felépített számítógép produkál.

Mégis azt mondja, hogy a kutatás fontos első lépés egy újfajta számítógép-architektúra felé.

Ennek a kísérletnek az eredményei az agyi organoidok számítástechnikai felhasználásának első bizonyítékai. Sikerült megerősítenünk az agyi organoidokban rejlő lehetőségeket a jövőbeni bioszámítástechnikában.

„Ahogy az agyi organoidokat használó rendszerek egyre kifinomultabbá válnak, számtalan etikai kérdés fog felmerülni” – közölte Lena Smirnova és Brian Kafo, a Johns Hopkins Egyetem két munkatársa.

Létfontosságú lesz az etikai szempontokat szem előtt tartani

– hangsúlyozzák. De az etikai megfontolásokat szem előtt tartva, a Brainoware nemcsak a számítástechnika, hanem az emberi agy titkainak megértése szempontjából is fontos.

Majd hozzáteszik: „Ez a kutatás alapvető betekintést nyújt a tanulási mechanizmusokba, az idegrendszer fejlődésébe és a neurodegeneratív betegségek kognitív hatásmechanizmusába. Óriási lehetőség, amely új eredményeket hozhat, és roppant hasznos lehet a legújabb kezelések tesztelésére szolgáló modellek kidolgozásában is.”

Ezek is érdekelhetik

Hírlevél feliratkozás
Ne maradjon le a feol.hu legfontosabb híreiről! Adja meg a nevét és az e-mail-címét, és mi naponta elküldjük Önnek a legfontosabb híreinket!