Швейцарский стартап FinalSpark, один из пионеров в области органических процессоров, выращивает пулы клеток человеческого мозга и использует их для выполнения простых вычислительных задач. Основатели стартапа убеждены, что компьютеры, использующие клетки мозга, однажды заменят кремниевые чипы, необходимые для запуска моделей искусственного интеллекта. Основная проблема, с которой сегодня сталкиваются биокомпьютеры, — недолговечность органелл мозга. Однако они уже демонстрируют базовые навыки обучения.
Биокомпьютеры — это новая область, которую разрабатывают несколько исследовательских институтов по всему миру. Ученые выращивают крошечные пучки живых клеток человеческого мозга и используют их для питания компьютеров. Их цель — научиться использовать биологическую эффективность человеческого мозга для создания процессора совершенно нового типа. Одной из команд, работающих в этом направлении, является стартап FinalSpark.
Органоиды мозга FinalSpark созданы из клеток кожи человека, перепрограммированы в стволовые клетки, а затем преобразованы в нейроны. Каждая органелла размером примерно с мозг плодовой мухи и содержит около 10 000 нейронов — ничтожную долю от 100 миллиардов нейронов в человеческом мозге. Однако они уже способны демонстрировать базовое обучение и реакцию на электрическую стимуляцию.
В лаборатории FinalSpark органоиды хранятся в богатой питательными веществами среде и прикреплены к электродам, которые служат каналом связи. Когда через электроды посылается электрический импульс, нейроны реагируют всплесками активности — биологическим эквивалентом двоичных единиц и нулей в цифровых компьютерах.
Недавние разработки в области биокомпьютеров повысили эффективность обучения этих мини-мозгов. Эксперименты показывают, что органоиды можно вознаграждать дофамином, добиваясь увеличения желаемой активности нейронов. Этот процесс имитирует процесс обучения человеческого мозга посредством вознаграждения и мотивации, предполагая возможный биологический путь более эффективного обучения в живых процессорах.
По словам Фреда Джордана, сооснователя стартапа, биологические нейроны в миллион раз более энергоэффективны, чем искусственные нейроны. Таким образом, они могут стать решением растущих потребностей в электроэнергии моделей искусственного интеллекта, которые в настоящее время полагаются на энергоемкие кремниевые чипы.
Десять университетов уже сотрудничают с FinalSparkа его веб-сайт транслирует нейроны в реальном времени. В 2022 году австралийская компания Cortical Labs продемонстрировала аналогичный прогресс, обучая искусственные нейроны игре в видеоигру «Понг». Тем временем исследователи из Университета Джонса Хопкинса изучают минимозг для моделирования таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и аутизм.
На сегодняшний день срок жизни органоидов FinalSpark составляет менее четырех месяцев, сообщает IE. Примечательно, что перед смертью учёные иногда фиксируют у них внезапный всплеск нейронной активности — явление, похожее на последний всплеск мозговой активности перед смертью у людей.
Однако процесс поддержания работоспособности этих компьютеров является деликатным. В отличие от традиционных процессоров, органоиды нельзя «перезагрузить» после их смерти.
«У органоидов нет кровеносных сосудов», — объясняет Саймон Шульц, директор Центра нейротехнологий Имперского колледжа Лондона. – «Мы до сих пор не знаем, как их правильно создавать. Так что это самая большая проблема сегодня».
