Emberi agysejtekből épülhet fel a jövő számítógépe

A kutatócsoport a Frontiers in Science című folyóiratban ismertette az „organoid intelligenciára” vonatkozó tervét.

A számítástechnika és a mesterséges intelligencia a technológiai forradalom motorja, de elérik a plafont. A bioinformatika óriási lehetőség a számítási teljesítmény tömörítésére és hatékonyságának növelésére, hogy túlléphessünk a jelenlegi technológiai korlátainkon

− mondta Thomas Hartung, a Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health és a Whiting School of Engineering környezet-egészségügyi professzora, aki a kutatásokat vezeti.

A tudósok már közel két évtizede használnak apró organoidokat, laboratóriumban növesztett, teljesen kifejlett szervekre emlékeztető szöveteket, hogy anélkül tudjanak kísérletezni vesékkel, tüdőkkel és más szervekkel, hogy emberi vagy állatkísérletekhez kellene folyamodniuk.

Újabban Hartung és kollégái a Johns Hopkinson agyi organoidokkal dolgoznak, pontnyi méretű gömbökkel, amelyek idegsejteket tartalmaznak, és amelyek olyan alapvető funkciók fenntartását ígérik, mint a tanulás és az emlékezés − írja honlapján az egyetem. 

Ez forradalmasíthatja az emberi agy működésének kutatását. Mert elkezdhetjük manipulálni a rendszert, és olyan dolgokat tehetünk, amelyeket etikai okokból nem tehetünk meg az emberi agyakkal

− mondta Hartung.

Hartung 2012-ben kezdett el agysejteket növeszteni és funkcionális organoidokká összeállítani emberi bőrmintákból származó sejtek felhasználásával, amelyeket embrionális őssejtszerű állapotba programoztak át. Minden egyes organoid körülbelül 50 ezer sejtet tartalmaz, ami körülbelül akkora, mint egy gyümölcslégy idegrendszere. Most egy futurisztikus számítógép építését képzeli el ilyen agyorganoidokból.

Sok időbe telik még, hogy működőképes legyen a technológia

Az ilyen „biológiai hardverrel” működő számítógépek elkezdhetik csökkenteni a szuperszámítógépek energiafogyasztási igényeit, amelyek egyre inkább fenntarthatatlanná válnak − mondta Hartung.

Bár a számítógépek gyorsabban dolgozzák fel a számokkal és adatokkal kapcsolatos számításokat, mint az emberek, az emberi agy sokkal okosabb az olyan összetett logikai döntések meghozatalában, mint például a kutya és a macska megkülönböztetése.

Az agyat még mindig nem tudják felülmúlni a modern számítógépek. A Frontier, a legújabb szuperszámítógép Kentuckyban egy 600 millió dolláros, 6800 négyzetméteres létesítmény. Csak tavaly júniusban haladta meg először egyetlen emberi agy számítási kapacitását − de egymilliószor több energiát felhasználva

– mondta Hartung.

Hartung szerint évtizedekbe telhet, mire az organoid intelligencia olyan intelligensé válhat, mint egy egér. Azonban azt jósolja, hogy az agyi organoidok előállításának növekedésével és mesterséges intelligenciával való betanításával el fog jönni azoknak a biokomputereknek az ideje, amelyek kiváló számítási sebességet, feldolgozási teljesítményt, adathatékonyságot és tárolási képességeket tudnak nyújtani.

Az organoid intelligencia forradalmasíthatja az idegrendszeri fejlődési rendellenességek és a neurodegeneráció gyógyszerkutatásait is − mondta Lena Smirnova, a Johns Hopkins Egyetem környezet-egészségügyi és mérnöki tudományok adjunktusa, a vizsgálatok társvezetője.

Össze akarjuk hasonlítani a tipikusan fejlett donoroktól származó agyorganoidokat az autista donoroktól származó agyorganoidokkal. A biológiai számítástechnika irányába fejlesztett eszközeink ugyanazok, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy megértsük az autizmusra jellemző neuronhálózatokban bekövetkező változásokat anélkül, hogy állatokat kellene használnunk vagy betegeket kellene vizsgálnunk. Így megérthetjük a mögöttes mechanizmusokat, azt, hogy miért vannak a betegeknek kognitív problémái

− mondta Smirnova.

Az organoid intelligenciával való munka etikai vonatkozásainak felmérése érdekében a kutatócsoportba tudósok, bioetikusok és a nyilvánosság tagjainak sokszínű konzorciumát építették be.

(Borítókép: Thomas Hartung. Fotó: Lloyd Fox / Baltimore Sun / Tribune News Service / Getty Images)