Brainoware

Znanstvenici spojili laboratorijski uzgojeno moždano tkivo s elektroničkim sklopovima

13.12.2023 u 12:07

Bionic
Reading

Ovo bi otkriće moglo dovesti do razvoja silikonskih čipova s neuronskim infuzijama

Znanstvenici su premostili kritični jaz između biološkog i elektroničkog. Studija, objavljena u časopisu Nature Electronics, opisuje 'hibridno bioračunalo' koje kombinira laboratorijski uzgojeno tkivo ljudskog mozga s konvencionalnim sklopovima i umjetnom inteligencijom. Nazvan Brainoware, sustav je naučio identificirati glasove sa 78 posto točnosti. Ovo bi jednog dana moglo dovesti do silikonskih mikročipova spojenih s neuronima.

Brainoware kombinira moždane organoide - klastere ljudskih stanica dobivene iz matičnih stanica pretvorene u 'mini-mozgove' ispunjene neuronima - s konvencionalnim elektroničkim sklopovima. Kako bi to napravili, istraživači su postavili 'jedan organoid na ploču koja sadrži tisuće elektroda za povezivanje mozga s električnim krugovima'. Krugovi, obraćajući se moždanom organoidu, 'prevode informacije koje žele unijeti u uzorak električnih impulsa.'

Moždano tkivo tada uči i komunicira s tehnologijom. Senzor u elektroničkom nizu otkriva odgovor mini-mozga, koji uvježbani algoritam strojnog učenja dekodira. Drugim riječima, uz pomoć umjetne inteligencije, neuroni i elektronika stapaju se u jedan (za sada vrlo jednostavan) biostroj za rješavanje problema.

Istraživači su naučili računalno-moždani sustav da prepozna ljudske glasove. Trenirali su Brainoware na 240 snimaka govora osam ljudi, 'prevodeći zvuk u električni kako bi ga isporučili organoidu'. Organski dio reagirao je drugačije na svaki glas dok je generirao obrazac neuralne aktivnosti koju je umjetna inteligencija naučila razumjeti. Brainoware je naučio prepoznati glasove sa 78 posto točnosti.

Tim na ovaj rad gleda kao dokaz koncepta. Iako su prijašnje studije pokazale da dvodimenzionalne neuronske stanične kulture mogu činiti slične stvari, ovo je prvo probno korištenje uvježbane trodimenzionalne gomile ljudskih moždanih stanica. To bi moglo ukazivati na budućnost biološkog računalstva, gdje 'brzina i učinkovitost ljudskog mozga' pokreće AI supermoć. Zvuči li nam ovo kao scenarij iz horor filma?

Arti Ahluwalia, biomedicinski inženjer na talijanskom Sveučilištu u Pisi, vidi da ova tehnologija baca više svjetla na ljudski mozak. Budući da moždani organoidi mogu duplicirati kontrolni centar živčanog sustava na načine na koje jednostavne stanične kulture ne mogu, istraživač smatra da Brainoware (i daljnji napredak koji bi mogao proizvesti) pomaže u modeliranju i proučavanju neuroloških poremećaja poput Alzheimerove bolesti.

Izazovi za bizarnu tehnologiju proto-kiborga uključuju održavanje organoida na životu, posebno kada se premještaju u složenija područja gdje ih znanstvenici eventualno žele rasporediti. Moždane stanice moraju rasti u inkubatoru, što bi moglo postati veći izazov s većim organoidima. Sljedeći koraci uključuju rad na proučavanju prilagodbe moždanih organoida složenijim zadacima i njihovo projektiranje za veću stabilnost i pouzdanost, zaključuje Engadget.