Эти органоиды работают во многом подобно традиционному компьютерному чипу — посылают и принимают сигналы через свои нейроны, которые действуют как электрические цепи, пишет Daily Mail.
Но что делает их особенными, так это то, что живая машина потребляет меньше энергии, потому что живые нейроны могут потреблять более чем в миллион раз меньше энергии, чем используемые в настоящее время цифровые процессоры.
При сравнении с лучшими компьютерами в мире ученые обнаружили, что при той же скорости и в 1000 раз большем объеме памяти человеческий мозг потребляет от 10 до 20 Ватт — по сравнению с компьютером, потребляющим 21 мегаватт. Один мегаватт равен одному миллиону ватт, напоминает тем, кто запамятовал, Daily Mail.
Живая машина была разработана учеными из FinalSparks, которая специализируется на создании решений с использованием биологических нейронных сетей.
Доктор Фред Джордан, со-генеральный директор FinalSpark, стартапа, специализирующегося на создании решений с использованием биологических нейронных сетей, рассказал DailyMail.com: «Эта идея часто встречается в научной фантастике, но реальных исследований по ней не проводилось».
Органоиды — это крошечные самоорганизующиеся трехмерные культуры тканей, полученные из стволовых клеток, рассказывает Daily Mail. Такие культуры могут быть созданы для воспроизведения большей части сложности органа или для выражения отдельных его аспектов, например, для производства только определенных типов клеток. Ученые берут стволовые клетки и культивируют их в течение примерно одного месяца, пока они не сформируют такие функции, как нейроны.
Мини-мозг FinalSparks был создан из примерно 10 000 живых нейронов диаметром около 0,5 мм. Органоиды тренируются с помощью дофамина — когда они правильно выполняют задания, в качестве награды получают поток этого химического вещества. Ученый вводит дофамин, воздействуя светом на определенную область органоида мозга — аналогично тому, как он высвобождается в человеческом мозге при активации определенной области.
Мини-мозг окружен восемью электродами, которые измеряют активность органоидов, и исследователи могут пропускать ток через электрод, воздействуя на нейрон. Эти электроды выполняют двойную роль: стимулируют органоиды и записывают данные, которые они обрабатывают.
Органоиды также помещаются в микрожидкостный инкубатор, который действует как мини-система подачи небольшого количества жидкости, обеспечивая клетки питательными веществами, необходимыми для поддержания их жизнедеятельности, продолжает Daily Mail.
Инкубатор поддерживает температуру органоидов при температуре тела и автоматизирует подачу и обслуживание клеточных сред, обеспечивая стабильную среду, свободную от бактерий и вирусов.
Клетки в «живом компьютере» живут и умирают в течение 100 дней, объединяясь в трехмерную органоидную структуру. Но они похожи на те, что есть в реальном человеческом мозге, и обладают сходной электрической активностью: «Нейроны в вашем мозге будут жить около 80 лет — когда вы умрете, они будут такими же, как и при рождении. Мы не так хороши, как природа, в поддержании их жизни, поэтому они живут 100 дней».
Появились подробности перестрелки в Карибском море: захвачена партия кокаина на 63 миллиона долларов
А ученые просто выращивают новые органоиды взамен отмерших.
Команда недавно запустила мозговой компьютер в качестве онлайн-платформы, позволяющей исследователям со всего мира удаленно проводить эксперименты с биологическими нейронами in vitro. Уже три десятка университетов выразили заинтересованность в использовании платформы
Джордан назвал «живой компьютер» «программным обеспечением», потому что, как и настоящий человеческий мозг, он находится где-то между компьютерным оборудованием (то есть чипами, которые обрабатывают информацию) и программным обеспечением (программами, которые выполняются на оборудовании).
«Мы называем это «программным обеспечением» — я не знаю, кто придумал это слово, — но мозг находится между программным и аппаратным обеспечением, — сказал Джордан. – В компьютерах существует четкое разделение, вы запускаете разные программы на одном и том же оборудовании. Но в нашем мозге, чтобы чему-то научиться, вы физически меняете оборудование, которое создает синаптические связи. Поэтому нам нужно новое слово, и «влагозащищенное оборудование» имеет смысл, потому что для выживания клеткам необходима влажная среда».
Мир переживает энергетический кризис из-за нехватки топлива, сбоев в цепочках поставок, геополитической напряженности и перехода на возобновляемые источники энергии Не говоря уже о росте использования искусственного интеллекта, который, по прогнозам, будет потреблять 29,3 тераватт-часа в год — один тераватт равен одному триллиону ватт. Каковы дальнейшие шаги?
На данный момент компания сосредоточена на облачных вычислениях, в частности на энергоемких центрах обработки данных, которые управляют ИИ. Лаборатории и университеты по всему миру уже подключаются к FinalSpark для тестирования оборудования.
Позже в этом месяце Джордан посетит первую в мире конференцию по биокомпьютерам, которая состоится в Вене в этом месяце, с участием гостей из Австралии и США. «Я не думаю, что организаторы знали, как мало нас здесь», — засмеялся он. Он сказал, что с момента публикации его результатов телефон не переставал звонить: «Многие люди звонят и предлагают мне деньги», — сказал он.
Еще одним потенциальным прорывом является новое понимание самого человеческого мозга, которое может привести к созданию лекарств от болезней.
Технология создания органоидов является относительно новой, и до сих пор было проведено мало исследований по превращению человеческих нейронов в компьютер.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение