نوآوری شرکت سوئیسی: توسعه کامپیوترهای پیشرفته با سلول‌های زنده انسان

دانشمندان با پرورش «مغزهای کوچک» آزمایشگاهی از سلول‌های پوست انسان، درحال ساخت کامپیوتر زنده هستند.

دانشمندان در زمینه «بایوکامپیوتینگ» یا «رایانش زیستی» به پیشرفت‌های جالبی دست یافتند؛ این کامپیوترها با سلول‌های زنده مغز انسان ساخته شده‌اند. فناوری جدید دانشمندان Wetware نام دارد و می‌تواند روزی مصرف انرژی هوش مصنوعی را به شدت کاهش دهد.

به گزارش BBC، در آزمایشگاه FinalSpark سوئیس محققان روی کانسپت جالبی کار می‌کنند که Wetware (مشابه کلمات Hardware و Software) نام دارد. این فرایند با خرید سلول‌های بنیادی که از سلول‌های پوست اهداکنندگان ناشناس به دست آمده‌اند، آغاز می‌شود. سپس این سلول‌ها در آزمایشگاه کشت و به ارگانوئید تبدیل می‌شوند؛ ارگانوئیدها توده‌های کروی و کوچکی از سلول‌های عصبی هستند که اساساً می‌توان آنها را یک مغز کوچک آزمایشگاهی دانست.

این ارگانوئیدها به هیچ وجه پیچیدگی یک مغز کامل انسان را ندارند، اما از همان ساختارهای اصلی تشکیل شده‌اند. پس از چند ماه، محققان این مغزهای کوچک را به الکترودها متصل می‌کنند و درنهایت می‌توان از آن‌ها به عنوان یک مینی-کامپیوتر استفاده کرد.

توسعه کامپیوتر با سلول‌های زنده انسانی

پس از اتصال ارگانوئید به الکترودها، محققان می‌توانند سیگنال‌های الکتریکی را به آن ارسال و پاسخ را دریافت کنند. در یک آزمایش ساده، با فشردن یک کلید کیبورد، یک سیگنال الکتریکی به ارگانوئید فرستاده می‌شود و در صورت موفقیت، یک جهش کوچک در نموداری شبیه به نوار مغزی (EEG) بر روی مانیتور مشاهده می‌شود.

این تعاملات همیشه قابل پیش‌بینی نیستند. در یکی از این آزمایش‌ها، پس از چندبار فشردن سریع کلید، ارگانوئید ناگهان دیگر پاسخی نداد و سپس یک انفجار انرژی کوتاه از خود نشان داد. محققان اعتراف می‌کنند که هنوز چیزهای زیادی درمورد رفتار این ارگانوئیدها نمی‌دانند. هدف نهایی این است که با تحریک‌های الکتریکی، فرایند یادگیری را در این نورون‌ها فعال کنند تا بتوانند وظایف پیچیده‌تری را انجام دهند، درست مانند یک هوش مصنوعی.

برخلاف کامپیوترهای سیلیکونی، این کامپیوترهای زیستی موجودات زنده‌ای هستند که نیاز به تغذیه دارند و در نهایت می‌میرند. بزرگ‌ترین مسئله، زنده نگه‌داشتن آنهاست. پروفسور «سایمون شولتز» از امپریال کالج لندن توضیح می‌دهد: «ارگانوئیدها رگ‌های خونی ندارند تا مواد مغذی را به تمام سلول‌ها برسانند.»

تیم FinalSpark در این زمینه پیشرفت‌هایی داشته است و اکنون می‌تواند ارگانوئیدهای خود را تا چهار ماه زنده نگه دارد. اما آنها در هنگام مرگ این ارگانوئیدها نیز پدیده‌های عجیبی را مشاهده کرده‌اند. گاهی اوقات، درست چند ثانیه یا چند دقیقه قبل از مرگ، یک طوفان فعالیت الکتریکی در ارگانوئید ثبت می‌شود که شباهت زیادی به افزایش فعالیت مغزی مشاهده‌شده در برخی انسان‌ها در لحظات پایانی زندگی دارد.

اما آیا این فناوری جایگزین کامپیوترهای ما خواهد شد؟ احتمالاً خیر. اجماع فعلی در میان دانشمندان این است که بایوکامپیوتینگ قرار نیست جایگزین هوش مصنوعی سیلیکونی شود، بلکه آن را تکمیل خواهد کرد.

درحال‌حاضر، کاربردهای عملی‌تری برای این فناوری درحال ظهور است. محققان در دانشگاه جانز هاپکینز از این «مغزهای کوچک» برای مدل‌سازی بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر و اوتیسم و آزمایش داروها استفاده می‌کنند که این امر می‌تواند نیاز به آزمایش بر روی حیوانات را کاهش دهد.

همچنین، FinalSpark تنها شرکتی نیست که روی این فناوری کار می‌کند. سال گذشته شرکت استرالیایی Cortical Labs نیز از راه‌اندازی SBI یا هوش بیولوژیکی ترکیبی خود با نام «CL1» خبر داد.