Futurystyczne "biokomputery" wykorzystujące moc ludzkich komórek mózgowych mogą wkrótce stać się rzeczywistością - rewolucjonizując technologię cyfrową, wyjaśniają nowe badania. Naukowcy z Johns Hopkins University twierdzą, że pół-ludzkie-pół-maszynowe urządzenia mają potencjał, by przekroczyć obecne limity technologiczne dzięki wykorzystaniu organoidów mózgowych pobranych z maleńkich próbek ludzkiej skóry.
Zespół naukowców eksperymentował z tkanką mózgową wielkości kropki długopisu, zawierającą neurony i inne funkcje ze zdolnością do uczenia się i zapamiętywania. Profesor Thomas Hartung, który kieruje pracami, mówi, że ten "biologiczny sprzęt" może wkrótce pomóc w cennych badaniach nad funkcjonowaniem ludzkiego mózgu i zapewnić sposób na złagodzenie wymagań dotyczących zużycia energii w superkomputerach.
Zespół badawczy ma również nadzieję, że inteligencja organoidów może dodatkowo zrewolucjonizować badania nad testowaniem leków na zaburzenia neurorozwojowe i neurodegenerację. Chociaż komputery mogą wykonywać obliczenia z liczbami i danymi znacznie szybciej niż ludzie, mózg jest znacznie lepszy w podejmowaniu złożonych decyzji logicznych, takich jak identyfikacja jednego zwierzęcia od drugiego.
"Mózg wciąż jest niedościgniony przez nowoczesne komputery" - mówi Hartung w komunikacie dla mediów. "Frontier, najnowszy superkomputer w Kentucky, jest instalacją o wartości 600 milionów dolarów i powierzchni 6,800 stóp kwadratowych. Tylko w czerwcu ubiegłego roku po raz pierwszy przekroczył on zdolność obliczeniową pojedynczego ludzkiego mózgu - ale zużywając milion razy więcej energii."“The brain is
Każdy organ przenosi 50 000 komórek
Badanie prof. Hartunga, opublikowane w czasopiśmie Frontiers in Science, nakreśla plan jego zespołu dotyczący inteligencji organoidów. organoid intelligence.
media release. organoid intelligence.
"Obliczenia i sztuczna inteligencja napędzały rewolucję technologiczną, ale osiągają pułap" - mówi Hartung, profesor nauk o zdrowiu środowiskowym w Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health i Whiting School of Engineering. "Biocomputing to ogromny wysiłek zagęszczania mocy obliczeniowej i zwiększania jej wydajności, aby przekroczyć nasze obecne limity technologiczne"
.
Od prawie dwóch dekad naukowcy używają maleńkich organoidów - laboratoryjnie wyhodowanej tkanki przypominającej w pełni wyrośnięte organy - do eksperymentowania na ludzkich organach bez konieczności uciekania się do badań na ludziach lub zwierzętach. W 2012 r. prof. Hartung i jego koledzy zaczęli hodować i łączyć komórki mózgowe w funkcjonalne organoidy przy użyciu komórek pochodzących z próbek ludzkiej skóry. Następnie zespół przeprogramował te komórki do stanu przypominającego komórki macierzyste. Każdy organoid zawiera około 50 000 komórek, które są tak małe jak układ nerwowy muszki owocowej.
Powiększony obraz organoidu mózgu wyprodukowanego w laboratorium Thomasa Hartunga, zabarwiony tak, by neurony były widoczne w kolorze magenty, jądra komórkowe w kolorze niebieskim, a inne komórk
i pomocnicze w kolorze czerwonym i zielonym. (CREDIT: Jesse Plotkin/Johns Hopkins University)
Doskonalenie technologii zajmie jeszcze dziesiątki lat
Prof. Hartung i jego zespół planują teraz zbudować superkomputer z tych organoidów, co ich zdaniem mogłoby zacząć łagodzić wymagania dotyczące zużycia energii przez superkomputery, które stają się coraz bardziej niezrównoważone. Hartung przewiduje, że w przyszłości biokomputery będą dysponowały większą szybkością, mocą obliczeniową, wydajnością i możliwościami przechowywania danych.
"To otwiera badania nad tym, jak działa ludzki mózg" - wyjaśnia Hartung. "Ponieważ można zacząć manipulować systemem, robiąc rzeczy, których etycznie nie można robić z ludzkimi mózgami".
how the human brain works,”
"Miną dekady, zanim osiągniemy cel w postaci czegoś porównywalnego z jakimkolwiek typem komputera. Ale jeśli nie zaczniemy tworzyć programów finansowania tego, będzie to znacznie trudniejsze."
Zespół z Johns Hopkins sugeruje również, że inteligencja organoidów mogłaby zrewolucjonizować badania nad testowaniem leków na zaburzenia neurorozwojowe i neurodegenerację.revolutionize drug testing r
"Chcemy porównać organoidy mózgowe od typowo rozwiniętych dawców kontra organoidy mózgowe od dawców z autyzmem", mówi Lena Smirnova, adiunkt zdrowia środowiskowego i inżynierii w Johns Hopkins.
"Narzędzia, które rozwijamy w kierunku obliczeń biologicznych, to te same narzędzia, które pozwolą nam zrozumieć zmiany w sieciach neuronalnych specyficznych dla autyzmu, bez konieczności wykorzystywania zwierząt lub uzyskiwania dostępu do pacjentów, dzięki czemu możemy zrozumieć podstawowe mechanizmy, dlaczego pacjenci mają te problemy i upośledzenia poznawcze".
Aby ocenić etyczne implikacje pracy z inteligencją organoidów, zróżnicowane konsorcjum naukowców, bioetyków i członków społeczeństwa zostało osadzone w zespole Johns Hopkins.
Pisarz South West News Service James Gamble przyczynił się do tego raportu
**Source
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz