Наука и фантастика

Ученые из Университета Индианы (США) объединили натуральную ткань человеческого мозга с электронными компонентами и вырастили Brainoware — биокомпьютер, который по функциям напоминает настоящий мозг.

Все формы жизни — от отдельных клеток, получающих химические сигналы, до сложных организмов, перемещающихся в окружающей среде, — обрабатывают информацию. Ученые пытаются объединить "живые" процессоры с электронными схемами для создания биокомпьютеров — высокопроизводительных интеллектуальных машин, работающих на небольшом количестве энергии.

В прошлом году американские ученые во главе с Томасом Хартунгом из Университета Джонса Хопкинса представили новое видение развития нейрогибридных систем, которое назвали концепцией "органоидного интеллекта". В отличие от подхода ИИ, при котором компьютер пытаются сделать более похожим на человеческий мозг, здесь в качестве вычислительных элементов предлагают использовать сами клетки мозга, разместив их на плате процессора.

Недавно другая группа американских специалистов под руководством инженера Фэн Го из Университета Индианы в Блумингтоне сообщила, что создала основанный на этом принципе биопроцессор и успешно протестировала его на таких задачах, как распознавание речи и прогнозирование решений нелинейных уравнений.

Система, названная Brainoware, представляет собой подключенный к микросхемам "мини-мозг" — органоид из нейронов, выращенных из плюрипотентных стволовых клеток человека. Исследователи поместили фрагмент культивированной нервной ткани на пластину с тысячами электродов, соединяющих устройства ввода и вывода, в качестве которых использовали обычные компьютеры.

Ученые доказали, что Brainoware может работать как нейропроцессор — получать, запоминать и обрабатывать информацию. Нейронная сеть органоида способна преобразовывать звуки в набор электрических сигналов. Если на выходе поместить датчик, декодирующий их с помощью алгоритмов машинного обучения, то получится готовая система распознавания речи.

Команда исследователей рассматривает работу скорее как подтверждение концепции, нежели нечто практически применимое в ближайшей перспективе. Хотя предыдущие исследования показали, что двумерные культуры клеток мозга могут делать похожие вещи, это первые испытания с использованием трёхмерного комка человеческих мозговых клеток. Это может указывать на будущее биологических вычислений, где "скорость и эффективность человеческих мозгов" станут двигателем сверхмощного ИИ. Правда, тут уместно задать вопрос — а что может пойти не так?

По мнению биомедицинского инженера из Университета Пизы в Италии Арти Ахлувалии, такая технология позволит лучше изучить человеческий мозг. Поскольку мозговые органоиды способны воспроизводить центр управления нервной системой так, как простые клеточные культуры не могут, исследовательница считает, что Brainoware (и дальнейшие открытия, к которым она может привести) поможет моделировать и изучать такие неврологические расстройства как болезнь Альцгеймера.

В этом и есть потенциал: однажды, быть может, заменить такими моделями животных при изучении мозга.

Среди проблем этой странной прото-кибернетической технологии — поддержание органоидов в живом состоянии, особенно при масштабировании в более сложных областях, где ученые в конечном итоге хотят их применить. Мозговые клетки должны расти в инкубаторе, что может осложниться при увеличении размеров органоидов. Следующие шаги включают изучение адаптации мозговых органоидов к более сложным задачам и повышение их стабильности и надежности.

************************************

Возможно ли в принципе создать машинный прототип мозга человека?

Мнении эксперта в области вычислительных и управляющих систем академика РАН Игоря Каляева : "мы никогда не создадим технический аналог человеческого мозга. Это путь в никуда. Но можно посмотреть на вопрос под другим углом. В мозге человека порядка 80 миллиардов нейронов, примерно 150х1012 синапсов, и на каждом синапсе около 1000 переключателей — аналогов логических элементов в обычном микропроцессоре.

Уже сейчас к интернету суммарно подключены десятки миллиардов компьютеров и прочих гаджетов и в недалеком будущем эта цифра достигнет тех же 80 миллиардов. Поэтому в принципе супермозг уже готов. Правда будет ли он работать как человеческий — это большой вопрос. Но то, что он будет обладать свойствами эмерджентности, заключающимися в появлении новых возможностей , которыми не обладает ни один входящий в него элемент, это точно. А это уже следующий уровень развития ИИ, который ученые называют эмерджентным интеллектом".

На картике :1,2 Органоид мозга на чипе – Midjourney v5.2 / Генерация кортикальных органоидов человека.

Источник: vk.com

Комментарии: