Ερευνητές συγχώνευσαν εγκεφαλικό ιστό με ηλεκτρονικά κυκλώματα

Επιστήμονες γεφύρωσαν το κενό μεταξύ της βιολογίας και των ηλεκτρονικών, θυμίζοντας σενάρια από δυστοπικές ταινίες επιστημονικής φαντασίας ή τους Borg από το Star Trek. Οι επιστήμονες θεωρούν πως η έρευνά τους μπορεί να οδηγήσει μία μέρα σε microchips τα οποία θα ενσωματώνονται σε νευρώνες.

Η έρευνα η οποία δημοσιεύθηκε στο Nature Electronics, περιγράφει ένα “υβριδικό βιοϋπολογιστή” ο οποίος συνδυάζει ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό που αναπτύχθηκε σε εργαστήριο, με συμβατικά ηλεκτρονικά κυκλώματα και τεχνητή νοημοσύνη. Το σύστημα ονομάστηκε Brainoware και έμαθε να αναγνωρίζει φωνές με ακρίβεια 78%.

Το Brainoware συνδυάζει εγκεφαλικά οργανίδια -συστάδες ανθρώπινων κυττάρων από βλαστοκύτταρα που παίρνουν τη μορφή μίνι εγκεφάλων- με συμβατικά ηλεκτρονικά κυκλώματα. Για να το καταφέρουν αυτό οι επιστήμονες τοποθετούν ένα οργανίδιο σε ένα δισκίο που περιέχει χιλιάδες ηλεκτρόδια για να συνδεθεί ο εγκέφαλος με τα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Τα ηλεκτρονικά που επικοινωνούν με το οργανίδιο, μεταφράζουν την πληροφορία που θέλουν να εισάγουν σε ένα ρυθμό ηλεκτρικών παλμών. Το εγκεφαλικό οργανίδιο μαθαίνει και επικοινωνεί με τα κυκλώματα. Ένας αισθητήρας ανιχνεύει την αντίδραση του οργανιδίου και αποκωδικοποιεί τα μηνύματα με χρήση τεχνητής νοημοσύνης.

Με απλά λόγια, με τη βοήθεια της AI οι νευρώνες και τα ηλεκτρονικά ενώνονται σε μία (πολύ απλή για την ώρα) βιομηχανή που λύνει προβλήματα.

Οι επιστήμονες έμαθαν στο σύστημα να αναγνωρίζει ανθρώπινες φωνές. Εκπαίδευσαν το Rainoware με 240 καταγραφές οκτώ ανθρώπων που μιλάνε, μεταφράζοντας τον ήχο σε ηλεκτρικά σήματα και τροφοδοτώντας το οργανίδιο. Το οργανίδιο αντέδρασε διαφορετικά για κάθε φωνή, παράγοντας νευρωνική δραστηριότητα την οποία η AI έμαθε να καταλαβαίνει.

Η έρευνα δεν έχει προς το παρόν πρακτικές εφαρμογές και αποτελεί περισσότερο μία απόδειξη της τεχνολογίας, η οποία δείχνει πως υπάρχει μέλλον για τους βιολογικούς υπολογιστές, όπου η ταχύτητα και η αποδοτικότητα των ανθρώπινων εγκεφάλων μπορεί να τροφοδοτήσει μία πανίσχυρη τεχνητή νοημοσύνη.

Υπάρχουν κι άλλες πιθανές χρήσεις όμως. Καθώς τα οργανίδια μπορούν να αναπαράγουν τον έλεγχο του νευρικού συστήματος με τρόπους που οι απλές καλλιέργειες κυττάρων δεν μπορούν, το Brainoware με βελτιώσεις μπορεί να δημιουργήσει ένα μοντέλο για τη μελέτη διάφορων νευρολογικών διαταραχών όπως η Νόσος του Αλτσχάιμερ, αντικαθιστώντας τα ζώα ως πειραματόζωα.

Το επόμενο βήμα των ερευνητών είναι να μάθουν πώς τα εγκεφαλικά οργανίδια προσαρμόζονται σε πιο περίπλοκες διεργασίες και να τα βελτιώσουν για μεγαλύτερη σταθερότητα και αξιοπιστία.

 

Διαβάστε επίσης 

NASA: Πειράματα στη γη για τις μυστηριώδεις «αράχνες» του Άρη

Αυτή η μάσκα δε σας προστατεύει από ιούς αλλά από αδιάκριτα αυτιά