Amerikan Johns Hopkins Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yönetilen bir bilim insanı ekibi, in vitro “kültürlenmiş” beyin hücrelerine dayalı “biyo-bilgisayarlar” tasarımı üzerinde çalışıyor. Bir gün bilgi işlemde devrim yaratabilecek bir yaklaşım. Ancak zorluklar sayısızdır ve teknoloji aynı zamanda önemli etik soruları da gündeme getirmektedir.
Ya geleceğin bilgisayarı minyatür bir beyin tarafından canlandırılsaydı? Bu, Johns Hopkins Üniversitesi’nden bilim adamlarının liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibinin biraz çılgınca bir projesi. incelemede Bilimde Sınırlar, gerçekten de adlandırdıkları şey için iddialı bir plan yayınlıyorlar. “organoid zeka”. A ” biyoinformatik için yeni sınır organ kültüründeki gelişmelerden yararlanacak olan laboratuvar ortamında karmaşık bir insan beyin hücreleri ağı tarafından desteklenen biyolojik “işlemciler” yaratmak.
Organoid, kesaco?
Bunun için, biyologların organoid dediği şey üzerine on yılı aşkın süredir yaptıkları araştırmalara güveniyorlar. Bu garip ismin arkasında bilim kurgu yok. Bir bakıma minyatür organlar oluşturan kök hücrelerden yetiştirilen üç boyutlu hücresel yapıları ifade eder. Gerçek bir organı mükemmel şekilde taklit edemeseler de, organoidler halihazırda biyoloji ve tıpta binlerce uygulamaya sahiptir: bilim adamlarının insan vücudu dışındaki bir organın davranışını incelemesine, ilaçların geliştirilmesi sırasında hayvan deneylerini sınırlandırmasına olanak tanır ve aynı zamanda aleyhte araştırmalara katkıda bulunur. kanser ve nadir hastalıklar.
Pek çok organ, organoidler olarak “büyütülür”, ancak Johns Hopkins araştırmacıları ve ortakları için özellikle ilgi çekici olan beyindir. Bir mikroişlemci gibi işlev görecek bir “mini beyin” geliştirmeyi başarmayı umuyorlar. “girişleri ezberle ve hesapla bir kullanıcıdan.
Bu bilim adamlarına göre, böyle bir biyolojik işlemcinin silikon çiplere göre sayısız avantajı olacaktır. En azından bazı uygulamalar için. “İnsan beyinleri, aritmetik gibi basit bilgileri işlemede makinelerden daha yavaştır, ancak karmaşık bilgileri işlemede makinelerden çok daha iyi performans gösterirler, çünkü beyinler az sayıda ve/veya belirsiz verileri daha iyi işler. » Onlar yazar. İkinci ağırlık avantajı, çok çok daha az enerji harcarlar.
Gösterilerini desteklemek için, dünyanın en güçlü bilgisayarı olan Frontier ile bir insan beynini karşılaştırmaya cüret ederler. Böylece ilk “exascale” makine, beyninkiyle hemen hemen aynı bilgi işlem kapasitesine sahip olacaktı; tahminen 1 exaflop veya saniyede bir milyar milyar işlem. Ama çalışması için 21 megavatlık bir güç gerekiyor, oysa sadece ihtiyacımız olan… nöronlarımızı canlandırmak için 10 ila 20 Watt!
Biyolojik bir organizmanın öğrenme kapasitesi de bir bilgisayarınkinden çok daha üstündür. Araştırmacılar, 2016’da dünyanın en iyi Go oyuncusunu yenen Deepmind’in ünlü AI AlphaGo’sunu örnek alıyorlar.” AlphaGo, 160.000 oyundan alınan verilerle eğitildi; Günde beş saat oynayan bir insanın, aynı sayıda alıştırma oyununu deneyimlemek için 175 yıldan fazla aralıksız oynaması gerekir, bu da beynin bu karmaşık öğrenme etkinliğinde çok daha yüksek verimliliğe sahip olduğunu gösterir. » Ayrıca, AlphaGo’yu sürmek, ” bir insanın metabolizmasını on yıl boyunca desteklemek “.
Devasa zorluklar
Neredeyse hiçbir şey tüketmeden dünyanın en güçlü bilgisayarlarına layık performans: “biyolojik” bilgi işlem olasılığı baştan çıkarıcı. Ancak bunu başarmanın zorlukları “organoid zeka” araştırmacıların aradığı şey devasa. Bu çabaya öncülük eden Johns Hopkins Üniversitesi’nde çevre sağlığı bilimleri profesörü olan Thomas Hartung hemen şunları kabul ediyor: “Herhangi bir bilgisayar türüyle karşılaştırılabilir bir şey elde etmemiz onlarca yıl alacak.. Ancak bunun için finansman programları oluşturmaya başlamazsak, çok daha zor olacak. »
Öncelikle daha karmaşık organoidleri “yetiştirmeyi” başarmak gerekecek. Amerikan üniversitesi tarafından elde edilenlerin çapı 0,5 mm’den azdır ve yalnızca 100.000 hücre içerir: bu, bir insan beyninden üç milyon kat daha küçüktür. Hücreleri sulayacak bir damar sistemi olmayan ve kalpleri nekroze olan bu mini organları “büyütmek” gerçekten de karmaşıktır. Bilim adamları bu nedenle organoidi besleyecek ve atıkları tahliye edecek… ve henüz geliştirilmemiş olan “3D mikroakışkan sistemleri” hayal ediyorlar. Amaç ? 10 milyon hücre bekleyin.
Bu biyolojik “işlemcinin” yanıtlarını nasıl yakalayıp kaydedebiliriz? Burada yine yapılacak araştırma çok büyük. Bilim adamları, özellikle, hücrelerin tepkisini analiz etmek için organoidi çevreleyen elektroensefalogram tekniğinden ilham alan mikroelektrot ağları üzerinde çalışıyorlar. “İnvaziv” teknikler bile, daha kesin, ancak uygulanması daha da karmaşık.
Diğer meydan okumak size: bu organoidlerin üreteceği devasa miktarda veriyi analiz edin. Ve orada, mucize yok, bunu başarmak için gerçekten de geleneksel hesaplamaya ve onun gelişmiş tekniklerine başvurmak gerekli olacak. Bunları şu ya da bu şekilde bu toplamı inceleyebilecek ve verileri depolayabilecek yapay zekalara bağlamak gerçekten gerekli olacaktır. veri merkezi devasa depolama kapasitesi ile.
İlk “biyolojik bilgisayarların” yarın için olmadığını söylemek yeterli, ondan çok uzak. Beyin organoidleri konusunda uzmanlaşmış bir İngiliz araştırmacı olan Madeline Lancaster’a göre, fazla heyecanlanmamak bile iyi olurdu. tarafından röportaj Finansal Zamanlarsinirlendi: kulağa daha çok bilim kurgu gibi geliyor ve ilgi çekici olsa da bilim henüz orada değil.”
Bir organoid bilinç geliştirebilir mi?
O kadar da kötü olmayabilir çünkü bilimsel soruların ötesinde beyin gelişimiyle ilgili çetrefilli etik sorular da var. laboratuvar ortamındaaraştırmacıların sunumlarında kaçınmadıkları.
Bugün yetiştirilenlerden çok daha karmaşık beyin organoidleri bir bilinç biçimi geliştirebilir mi? Böylece, ” acı hissedebilirler mi ve eğer öyleyse, en basit şekilde bile olsa acı çekerler mi? » onlar merak eder.
Açıkça şu an için cevaplanmamış sorular, ancak şüphesiz gelecekte bir tartışma gerektirecek sorular: “ Organoidlerin bilinç kriterlerini sergileyip sergilemediğini değerlendirmek, bu kriterlerin ne olduğu konusunda fikir birliğini gerektirecektir. araştırmacıların makalesi diyor. Bununla birlikte, projenin “insan bilincini yeniden yaratmak değil, öğrenme, biliş ve hesaplama ile ilgili işlevsel yönleri yaratmaktır. » Yine de geniş bir tartışmayı savunuyorlar: “ organoid zekanın kapsamlı bir etik analizi, çeşitli izleyicilerden ve ilgili tüm paydaşlardan girdi gerektirecektir”. Projeye biyoetik uzmanlarından oluşan bir ekip de dahil olmuştur. “Burası tamamen keşfedilmemiş bir bölge. makale diyor. Baş döndürücü etkilerle.
Kaynak :
Bilimde Sınırlar
Bir yanıt yazın