LUDZKIE ORGANOIDY MÓZGOWE POŁĄCZONE Z KOMPUTEREM

Czas czytania 3 Min

Zespół badawczy stworzył biokomputer hybrydowy, łączący tkankę mózgową wyhodowaną w laboratorium z tradycyjną elektroniką, zdolny do wykonywania zadań takich jak rozpoznawanie mowy.

Taka innowacja może w przyszłości wspierać systemy AI lub służyć jako zaawansowane modele mózgu w badaniach nad neurologią.

Projekt, prowadzony przez Feng Guo z Indiana University Bloomington, nazwano Brainoware.

System ten łączy organoidy ludzkiego mózgu z elektroniką.

W opublikowanych w „Nature Electronics” badaniach wykorzystano Brainoware do identyfikacji mowy.

Twórcy systemu są przekonani, że integracja z algorytmami AI może przynieść znaczące korzyści, zwłaszcza ze względu na niższe zużycie energii w porównaniu do chipów krzemowych.

Biokomputer z użyciem organoidów

Organoidy, miniaturowe repliki organów hodowane w laboratoriach, zachowują istotne cechy anatomiczne pełnowymiarowych narządów.

Są one niezastąpione w badaniach, gdzie użycie żywych organów jest niemożliwe
Organoidy, uzyskane z komórek macierzystych i przekształcone w neurony, posiadają cechy podobne do tych w ludzkim mózgu.

Guo wyjaśnia, że wyhodowanie takich organoidów, mających kilka milimetrów szerokości i składających się z setek milionów komórek nerwowych, zajmuje kilka miesięcy.

Brainoware

System Brainoware został stworzony poprzez połączenie organoidów z mikroelektrodami służącymi do wysyłania i odbierania sygnałów.

Przekazywane impulsy elektryczne były interpretowane przez algorytm uczenia maszynowego.

Zastosowano go do rozpoznawania mowy, trenując system za pomocą nagrań japońskich samogłosek.

Początkowa dokładność wynosiła 30-40%, ale po szkoleniu wzrosła do 78%.

Guo podkreśla, że organoidy nie otrzymywały żadnej informacji zwrotnej, a zastosowanie leku zapobiegającego tworzeniu nowych połączeń nerwowych nie wpłynęło na poprawę dokładności.

Nowa architektura komputerowa

Połączenie organoidów z komputerami może dać naukowcom narzędzie do wykorzystania szybkości i efektywności energetycznej ludzkich mózgów w dziedzinie AI.

Technologia ta może także służyć do badania mózgu, modelowania zaburzeń neurologicznych i testowania leków.

Jednak utrzymanie organoidów w inkubatorach oraz konieczność hodowania coraz większych próbek dla złożonych zadań stanowi wyzwanie.

Guo wskazuje, że główne wyzwania dla konwencjonalnej AI to duże zużycie energii i ograniczenia chipów krzemowych.

Badania nad wykorzystaniem żywych komórek nerwowych mają na celu pokonanie tych barier.

Dalsze kroki obejmują dostosowanie organoidów do wykonywania bardziej skomplikowanych zadań oraz projektowanie ich w sposób stabilniejszy i bardziej niezawodny, co jest kluczowe dla integracji z mikrochipami krzemowymi.

Udostępnij ten artykuł