در داستانی که از صحنه های آغازین یک فیلم ترسناک علمی تخیلی جدا شده است، دانشمندان شکاف مهمی را بین بیولوژیکی و الکترونیکی پر کرده اند. مطالعه منتشر شده که در الکترونیک طبیعت (خلاصه شده است که در طبیعت) یک “بیوکمپیوتر هیبریدی” را که بافت مغز انسان را در آزمایشگاه با مدارهای معمولی و هوش مصنوعی ترکیب می کند، توضیح می دهد. این سیستم که Brainoware نام داشت، تشخیص صداها را با دقت ۷۸ درصد آموخت. این می تواند روزی منجر به ایجاد ریزتراشه های سیلیکونی شود که با نورون ها ترکیب شده اند.
Brainoware ارگانوئیدهای مغز – خوشه های مشتق شده از سلول های بنیادی از سلول های انسانی که به “مینی مغز” پر از نورون تبدیل شده اند – با مدارهای الکترونیکی معمولی ترکیب می کند. برای ساختن آن، محققان “یک ارگانوئید منفرد را روی صفحه ای حاوی هزاران الکترود برای اتصال مغز به مدارهای الکتریکی قرار دادند.” مدارها که با ارگانوئید مغز صحبت می کنند، “اطلاعاتی را که می خواهند وارد کنند به الگویی از پالس های الکتریکی ترجمه می کنند.”
سپس بافت مغز این فناوری را یاد می گیرد و با آن ارتباط برقرار می کند. یک حسگر در آرایه الکترونیکی پاسخ مینی مغز را تشخیص می دهد که الگوریتم یادگیری ماشینی آموزش دیده آن را رمزگشایی می کند. به عبارت دیگر، با کمک هوش مصنوعی، نورون‌ها و الکترونیک در یک ماشین زیستی حل‌کننده مشکل واحد (بسیار ابتدایی، در حال حاضر) ادغام می‌شوند.
محققان به سیستم کامپیوتری مغز یاد دادند که صدای انسان را تشخیص دهد. آنها Brainoware را بر روی ۲۴۰ ضبط ضبط شده از هشت نفر در حال صحبت آموزش دادند و “صوت را به الکتریسیته برای رساندن به ارگانوئید ترجمه کردند.” بخش ارگانیک به هر صدا واکنش متفاوتی نشان داد در حالی که الگویی از فعالیت عصبی ایجاد کرد که هوش مصنوعی یاد گرفت. Brainoware یاد گرفت که صداها را با ۷۸ درصد دقت شناسایی کند.
این تیم کار را بیشتر به عنوان اثبات مفهومی می‌بیند تا چیزی با استفاده عملی کوتاه مدت. اگرچه مطالعات قبلی نشان داد کشت سلول های عصبی دو بعدی می تواند کارهای مشابهی انجام دهد، این اولین آزمایشی است که با استفاده از یک توده سه بعدی آموزش دیده از سلول های مغز انسان انجام می شود. این می تواند به آینده محاسبات بیولوژیکی اشاره کند، جایی که “سرعت و کارایی مغز انسان” باعث ایجاد یک هوش مصنوعی فوق العاده می شود. (چه اشتباهی ممکن است پیش بیاید؟)
آرتی آهلووالیا، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه پیزا ایتالیا، می بیند که این فناوری نور بیشتری بر مغز انسان می اندازد. از آنجایی که ارگانوئیدهای مغزی می توانند مرکز کنترل سیستم عصبی را به گونه ای تکرار کنند که کشت سلولی ساده نمی تواند انجام دهد، محقق Brainoware (و پیشرفت های بیشتر که می تواند تولید کند) را به عنوان کمک کننده به مدل سازی و مطالعه اختلالات عصبی مانند آلزایمر می داند. آهلوالیا گفت: “اینجاست که وعده داده می شود؛ استفاده از اینها برای جایگزینی مدل های مغز حیوانی امیدواریم روزی باشد.” طبیعت.
چالش‌های فناوری عجیب و غریب پروتو-سایبورگ شامل زنده نگه‌داشتن ارگانوئیدها است، به‌ویژه زمانی که به مناطق پیچیده‌تری می‌روید که در نهایت دانشمندان می‌خواهند آنها را مستقر کنند. سلول های مغز باید در یک انکوباتور رشد کنند، که می تواند با ارگانوئیدهای بزرگتر چالش برانگیزتر شود. مراحل بعدی شامل کار برای یادگیری نحوه سازگاری ارگانوئیدهای مغزی با وظایف پیچیده تر و مهندسی آنها برای ثبات و قابلیت اطمینان بیشتر است.
این مقاله در ابتدا در Engadget در https://www.engadget.com/researchers-fuse-lab-grown-human-brain-tissue-with-electronics-175507932.html?src=rss منتشر شد
منبع: https://www.engadget.com/researchers-fuse-lab-grown-human-brain-tissue-with-electronics-175507932.html?src=rss