Περίληψη άρθρου:
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Johns Hopkins εργάζονται για την ανάπτυξη ενός "βιοϋπολογιστή" που θα τροφοδοτείται από ανθρώπινα εγκεφαλικά κύτταρα, ο οποίος θα μπορούσε να επεκτείνει εκθετικά τις δυνατότητες της σύγχρονης πληροφορικής και να δημιουργήσει νέα πεδία μελέτης. Η τεχνολογία αυτή, που ονομάζεται "νοημοσύνη οργανοειδών", περιλαμβάνει ιστούς που αναπτύσσονται στο εργαστήριο και μοιάζουν με πλήρως ανεπτυγμένα όργανα, ενώ κάθε οργανοειδές περιέχει περίπου 50.000 κύτταρα. Θα μπορούσε να μειώσει τις απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας των υπερυπολογιστών και να χρησιμοποιηθεί για την κατανόηση των αλλαγών στα νευρωνικά δίκτυα που αφορούν ειδικά τον αυτισμό. Μια ποικιλόμορφη κοινοπραξία επιστημόνων, βιοηθικολόγων και μελών του κοινού έχει ενσωματωθεί στην ομάδα για να αξιολογήσει τις ηθικές επιπτώσεις αυτής της εργασίας. Μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες μέχρι να υλοποιηθεί πλήρως αυτή η τεχνολογία, αλλά οι πιθανές εφαρμογές είναι συναρπαστικές.

Αναλυτικά το άρθρο:
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Johns Hopkins πρότειναν μια νέα τεχνολογία που ονομάζεται "βιοϋπολογιστική" και η οποία θα τροφοδοτείται από τα κύτταρα του ανθρώπινου εγκεφάλου. Η τεχνολογία αυτή θα επέκτεινε εκθετικά τις δυνατότητες της σύγχρονης πληροφορικής και θα δημιουργούσε νέα πεδία μελέτης. Η ομάδα περιγράφει το σχέδιό της για την "οργανοειδή νοημοσύνη" στο περιοδικό Frontiers in Science.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Thomas Hartung, η βιοϋπολογιστική θα μπορούσε να ξεπεράσει τα σημερινά τεχνολογικά μας όρια, συμπιέζοντας την υπολογιστική ισχύ και αυξάνοντας την αποτελεσματικότητά της. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να αναπτυχθεί εντός της ζωής μας και να φέρει επανάσταση στον τρόπο που χρησιμοποιούμε τους υπολογιστές.

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν οργανοειδή εδώ και σχεδόν δύο δεκαετίες για να πειραματιστούν με όργανα χωρίς να καταφεύγουν σε δοκιμές σε ανθρώπους ή ζώα. Πρόσφατα, οι ερευνητές του Johns Hopkins εργάζονται με εγκεφαλικά οργανοειδή, τα οποία είναι μικροσκοπικές σφαίρες στο μέγεθος μιας κουκκίδας στυλό με νευρώνες και άλλα χαρακτηριστικά που μπορούν να διατηρήσουν βασικές λειτουργίες όπως η μάθηση και η μνήμη.

Αυτό ανοίγει την έρευνα για το πώς λειτουργεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος, καθώς επιτρέπει στους επιστήμονες να κάνουν πράγματα που δεν μπορούν να κάνουν ηθικά με ανθρώπινους εγκεφάλους. Τα οργανοειδή είναι ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο για την ιατρική έρευνα, καθώς παρέχουν έναν τρόπο μελέτης οργάνων χωρίς την ανάγκη δοκιμών σε ζώα ή ανθρώπους.

Ο Thomas Hartung είναι ένας επιστήμονας που εργάζεται σε ένα επαναστατικό σχέδιο από το 2012. Αναπτύσσει και συναρμολογεί εγκεφαλικά κύτταρα σε λειτουργικά οργανοειδή, τα οποία κατασκευάζονται από δείγματα ανθρώπινου δέρματος που έχουν επαναπρογραμματιστεί σε κατάσταση που μοιάζει με εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα. Κάθε οργανοειδές περιέχει περίπου 50.000 κύτταρα, δηλαδή περίπου το μέγεθος του νευρικού συστήματος μιας φρουτόμυγας.

Στόχος του Hartung είναι να κατασκευάσει έναν υπολογιστή με αυτά τα εγκεφαλικά οργανοειδή, γεγονός που θα μπορούσε να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας των υπερυπολογιστών. Αυτός ο τύπος υπολογιστή θα ήταν πιο έξυπνος από τους παραδοσιακούς υπολογιστές όταν πρόκειται να λάβει πολύπλοκες λογικές αποφάσεις, όπως η διάκριση μεταξύ ενός σκύλου και μιας γάτας. Ο Hartung πιστεύει ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να είναι διαθέσιμη την επόμενη δεκαετία.

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος εξακολουθεί να είναι ασύγκριτος με τους σύγχρονους υπολογιστές, παρά την πρόσφατη ανάπτυξη του Frontier, ενός υπερυπολογιστή 600 εκατομμυρίων δολαρίων στο Κεντάκι. Ο Frontier έχει ξεπεράσει την υπολογιστική ικανότητα ενός ανθρώπινου εγκεφάλου, αλλά απαιτεί ένα εκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια.

Θα χρειαστούν δεκαετίες για να δημιουργηθεί κάτι συγκρίσιμο με οποιοδήποτε είδος υπολογιστή, αλλά αν δημιουργηθούν προγράμματα χρηματοδότησης για το σκοπό αυτό, θα μπορούσε να είναι δυνατή η κλιμάκωση της παραγωγής εγκεφαλικών οργανοειδών και η εκπαίδευσή τους με τεχνητή νοημοσύνη. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε βιοϋπολογιστές με ανώτερη υπολογιστική ταχύτητα, επεξεργαστική ισχύ, αποδοτικότητα δεδομένων και δυνατότητες αποθήκευσης.

Η νοημοσύνη των οργανοειδών είναι μια επαναστατική τεχνολογία που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην έρευνα δοκιμών φαρμάκων για νευροαναπτυξιακές διαταραχές και νευροεκφυλισμό. Η επίκουρη καθηγήτρια του Johns Hopkins, Lena Smirnova, είναι επικεφαλής ερευνών για τη σύγκριση οργανοειδών εγκεφάλου από τυπικά ανεπτυγμένους δότες με εκείνα από δότες με αυτισμό.

Τα εργαλεία που αναπτύχθηκαν για βιολογικούς υπολογισμούς θα επιτρέψουν στους ερευνητές να κατανοήσουν τις αλλαγές στα νευρωνικά δίκτυα που αφορούν ειδικά τον αυτισμό χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιήσουν ζώα ή να έχουν πρόσβαση σε ασθενείς. Για να διασφαλιστεί ότι λαμβάνονται υπόψη οι ηθικές επιπτώσεις, στην ομάδα έχει ενσωματωθεί μια κοινοπραξία επιστημόνων, βιοηθικολόγων και μελών του κοινού.

Πηγή: Will future computers run on human brain cells?