دانشمندان از سلول های مغز انسان کامپیوتر می سازند
ابرنت: هرچند ممکنست شبیه داستان های علمی - تخیلی به نظر برسد، اما شاید روزی شاهد سخت افزارهای محاسباتی باشیم که نه از سیلیکون سنتی، بلکه از سلول های زنده مغز انسان تولید شده اند.
به گزارش ابرنت به نقل از ایسنا، زیست کامپیوتر نوعی سامانه محاسباتی است که از مواد زیستی مانند دی ان ای، پروتئین ها یا بافت زنده بعنوان مثال نورون های پرورش یافته در لابراتوار مشتق شده و برای انجام وظایف محاسباتی استفاده می شود.
به نقل از آی ای، در این فرایند، نورون ها رشد داده می شوند، به خوشه های کوچک به نام «ارگانوئیدها» تبدیل می شوند و سپس این خوشه ها به الکترودها وصل می شوند تا مانند کامپیوتر های خیلی کوچک عمل کنند. جالب این که این زیست کامپیوتر ها انرژی خیلی کمتری از کامپیوتر های معمولی مصرف می کنند. هم اکنون، این فناوری هنوز خیلی جدید است و فعلا زیست کامپیوتر ها تنها قادر به انجام کارهای ساده هستند.
در سال ۲۰۲۲، شرکت استرالیایی کورتیکال لبز (Cortical Labs) با خبرساز شدن نشان داد که چطور میتوان نورون های مصنوعی را وادار کرد بازی کلاسیک پونگ (Pong) را انجام دهند. نمونه دیگر، سامانه زیست محاسباتی «Brainoware» است که سلول های زنده مغزی را به کامپیوتر متصل می کند تا به قابلیت های ساده تشخیص گفتار برسد.
به تازگی، در ماه آگوست، یک گروه در دانشگاه بریستول گزارش داد که از ارگانوئیدهای مغزی انسانی برای تشخیص حروف بریل بهره برده است. تمرکز فعلی در چندین لابراتوار دانشگاهی و تجاری روی رشد نورون های انسانی و تبدیل آنها به سیستم های کارکردی مشابه «ترانزیستورهای زیستی» است.
بهره گیری از توان مغز
کارشناسان تلاش می کنند به راندمان خارق العاده مغز انسان نزدیک شوند؛ مغزی که با مصرف کمتر از ۲۰ وات قادر می باشد در هر ثانیه یک میلیارد عملیات ریاضی انجام دهد.
در مقابل، قوی ترین سوپر کامپیوتر ها هرچند از نظر سرعت قابل رقابت اند یک میلیون برابر انرژی بیشتر مصرف می کنند.
برام سروِی، دانشجوی دکتری مهندسی پزشکی دانشگاه ملبورن می گوید: بنیان های محاسبات زیستی نزدیک به ۵۰ سال پیش شکل گرفت. اولین بار، نورون ها روی آرایه های کوچک الکترودی رشد داده شدند تا الگوهای عملکرد آنها بررسی شود.
تا اوائل دهه ۲۰۰۰، ارتباط دوطرفه ابتدایی میان نورون ها و الکترودها ایده «محاسبات زیست ـ هیبریدی» را ایجاد کرد، اما پیشرفت جدی تا سال ۲۰۱۳ و ظهور ارگانوئیدهای مغزی صورت نگرفت.
این ارگانوئیدها چارچوب های سه بعدی و شبه مغزی بودند که از سلول های بنیادی رشد داده می شدند. حال استفاده از این ارگانوئیدها که بطور معمول با فناوری «اندام روی تراشه» هم راه است در پژوهش های دارویی و مطالعات رشد عصبی استاندارد به کار می رود.
چالش های اخلاقی
این حوزه در سال ۲۰۲۲، زمانی که کورتیکال لبز نشان داد نورون های کشت داده شده می توانند بازی پونگ را یاد بگیرند، وارد مرحله ای پرحاشیه شد. بحث بیشتر نه به علت علم، بلکه به خاطر استفاده از اصطلاح مناقشه برانگیز «احساس تجسمی» بود.
به دنبال آن، پژوهشگران اصطلاح «هوش اَرگانوئیدی» را مطرح کردند؛ عبارتی جذاب، اما گمراه کننده، برای اینکه ممکنست شباهت نادرستی با هوش مصنوعی پیشرفته القاء کند، در صورتیکه عملکرد این دو کاملا متفاوت می باشد.
چارچوب های اخلاقی هنوز عقب ترند، برای اینکه ارگانوئیدها در قوانین فعلی تنها بعنوان ابزارهای زیست پزشکی طبقه بندی می شوند. همین مساله سبب شده درخواست هایی فوری برای تدوین دستورالعمل های اخلاقی جدید مطرح شود که با سرعت تجاری سازی هماهنگ شود.
در صورتیکه حتی بدون تحریک خارجی زیاد، رفتارهای شبکه ای پیچیده در ارگانوئیدها ظاهر می شود، کارشناسان عموما توافق دارند که این ارگانوئیدها نه آگاه هستند و نه حتی نزدیک به آگاهی قرار دارند.
پیشرفت جهانی
شرکت ها و موسسات دانشگاهی در سرتاسر جهان همچون در آمریکا، سوئیس، چین و استرالیا درحال ساخت پلت فرم های زیست ـ هیبریدی هستند.
شرکت هایی مانند فاینال اسپارک (FinalSpark) که دسترسی آنلاین به ارگانوئیدها ارائه می کند و کورتیکال لبز که زیست کامپیوتر های رومیزی CL۱ را عرضه می کند، انتظار دارند مشتریانی فراتر از صنعت داروسازی، همچون محققان هوش مصنوعی، جذب آنها شوند. گزارش شده که بلندپروازی های دانشگاهی نیز بالاست؛ بطورمثال دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو در نظر دارد تا سال ۲۰۲۸ از ارگانوئیدها برای پیشبینی نشت نفت در آمازون استفاده نماید. در این عرصه، اولویت های کاری فوری شامل پیشرفت مرحله به مرحله، تکرارپذیری و توسعه مقیاس پذیر سیستم های نمونه است.
بطور قابل توجهی، خیلی از گروه ها درحال بررسی ارگانوئیدها بعنوان جایگزینی برای مدلهای حیوانی در پژوهش های علوم اعصاب و سم شناسی هستند. یک چارچوب کاربردی برای ارزیابی تاثیر مواد شیمیایی بر رشد اولیه مغز پیشنهاد شده است. همچنین، ترکیب نورون ها و سیستم های الکترونیکی امیدهای جدیدی در پیشبینی بهتر فعالیت مغزی در رابطه با صرع نشان داده است.
به اجمال، به نقل از آی ای، در این فرآیند، نورون ها رشد داده می شوند، به خوشه های کوچک به نام ارگانوئیدها تبدیل می شوند و سپس این خوشه ها به الکترودها وصل می شوند تا مانند کامپیوتر های خیلی کوچک عمل کنند. به تازگی، در ماه آگوست، یک گروه در دانشگاه بریستول گزارش داد که از ارگانوئیدهای مغزی انسانی برای تشخیص حروف بریل بهره برده است. در صورتی که حتی بدون تحریک خارجی زیاد، رفتارهای شبکه ای پیچیده در ارگانوئیدها ظاهر می شود، کارشناسان عموما توافق دارند که این ارگانوئیدها نه آگاه هستند و نه حتی نزدیک به آگاهی قرار دارند.
منبع: wios.ir
این مطلب ابرنت را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط ابرنت
نظرات بینندگان ابرنت در مورد این مطلب
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید