По мнению исследователей из Университета Джона Хопкинса, «биокомпьютер», работающий на основе клеток человеческого мозга, может быть разработан еще при нашей жизни, считают исследователи из Университета Джона Хопкинса, которые ожидают, что такая технология экспоненциально расширит возможности современных вычислений и создаст новые области исследований.

Команда изложила свой план «органоидного интеллекта» сегодня в журнале Frontiers in Science.

«Вычисления и искусственный интеллект стали движущей силой технологической революции, но они достигли потолка», — сказал Томас Хартунг, профессор наук о гигиене окружающей среды в Школе общественного здравоохранения Блумберга при Джоне Хопкинсе и Инженерной школе Уайтинга, который возглавляет работу. «Биокомпьютинг — это огромные усилия по сокращению вычислительной мощности и повышению ее эффективности, чтобы выйти за пределы наших текущих технологических ограничений».

В течение почти двух десятилетий ученые использовали крошечные органоиды, выращенные в лаборатории ткани, напоминающие полностью выращенные органы, для экспериментов с почками, легкими и другими органами, не прибегая к испытаниям на людях или животных . Совсем недавно Хартунг и его коллеги из Университета Джона Хопкинса работали с органоидами мозга , сферами размером с точку от ручки с нейронами и другими особенностями, которые обещают поддерживать основные функции, такие как обучение и запоминание.

«Это открывает возможности для изучения того, как работает человеческий мозг», — сказал Хартунг. «Потому что вы можете начать манипулировать системой, делать вещи, которые этично не могут делать с человеческим мозгом».

Хартунг начал выращивать и собирать клетки мозга в функциональные органоиды в 2012 году, используя клетки из образцов кожи человека, перепрограммированные в состояние, подобное эмбриональным стволовым клеткам. Каждый органоид содержит около 50 000 клеток, размером примерно с нервную систему плодовой мушки. Теперь он предполагает построить футуристический компьютер с такими мозговыми органоидами.

По словам Хартунга, компьютеры, работающие на этом «биологическом оборудовании», в следующем десятилетии смогут снизить требования к энергопотреблению суперкомпьютеров, которые становятся все более неустойчивыми. Несмотря на то, что компьютеры обрабатывают вычисления с использованием чисел и данных быстрее, чем люди, мозг гораздо умнее при принятии сложных логических решений, таких как отличить собаку от кошки.

«Мозг до сих пор не имеет себе равных в современных компьютерах», — сказал Хартунг. «Frontier, новейший суперкомпьютер в Кентукки, представляет собой установку площадью 6800 квадратных футов стоимостью 600 миллионов долларов. Только в июне прошлого года он впервые превысил вычислительную мощность одного человеческого мозга, но использует в миллион раз больше энергии .»

По словам Хартунга, могут пройти десятилетия, прежде чем органоидный интеллект сможет привести в действие систему, столь же умную, как мышь. Но, увеличивая производство мозговых органоидов и обучая их искусственному интеллекту , он предвидит будущее, в котором биокомпьютеры будут обеспечивать превосходную скорость вычислений, вычислительную мощность, эффективность данных и возможности хранения.

«Пройдут десятилетия, прежде чем мы достигнем цели, сопоставимой с любым типом компьютера», — сказал Хартунг. «Но если мы не начнем создавать программы финансирования для этого, это будет намного сложнее».

Органоидный интеллект также может произвести революцию в исследованиях по тестированию лекарств для нарушений развития нервной системы и нейродегенерации, сказала Лена Смирнова, доцент кафедры гигиены окружающей среды и инженерии Университета Джонса Хопкинса, которая является одним из руководителей исследований.

«Мы хотим сравнить органоиды мозга типично развитых доноров с органоидами мозга доноров с аутизмом», — сказала Смирнова. «Инструменты, которые мы разрабатываем для биологических вычислений, — это те же самые инструменты, которые позволят нам понять изменения в нейронных сетях, характерных для аутизма, без необходимости использовать животных или обращаться к пациентам, чтобы мы могли понять основные механизмы, лежащие в основе того, почему у пациентов есть эти познавательные способности. проблемы и нарушения».

Чтобы оценить этические последствия работы с органоидным интеллектом, в команду был включен разнообразный консорциум ученых, специалистов по биоэтике и представителей общественности.