В исследовании, опубликованном в журнале Nature Electronics ( подведение итогов которого опубликовано в журнале Nature ), подробно описан «гибридный биокомпьютер», сочетающий в себе выращенную в лаборатории ткань человеческого мозга с традиционными схемами и искусственным интеллектом. Система, получившая название Brainoware, научилась распознавать голоса с точностью 78 процентов. Однажды это может привести к созданию кремниевых микрочипов, слитых с нейронами.
Brainoware сочетает в себе органоиды мозга — кластеры человеческих клеток, полученные из стволовых клеток, преобразованные в заполненные нейронами «мини-мозги» — с обычными электронными схемами. Для этого исследователи поместили «один органоид на пластину, содержащую тысячи электродов для подключения мозга к электрическим цепям». Схемы, обращаясь к органоиду мозга, «переводят информацию, которую они хотят ввести, в структуру электрических импульсов».
Затем ткань мозга обучается и взаимодействует с технологией. Датчик в электронном массиве обнаруживает реакцию мини-мозга, которую расшифровывает обученный алгоритм машинного обучения. Другими словами, с помощью ИИ нейроны и электроника сливаются в единую (на данный момент чрезвычайно простую) биомашину, решающую проблемы.
Исследователи научили систему компьютерного мозга распознавать человеческие голоса. Они обучали Brainoware на 240 записях разговоров восьми человек, «преобразовывая звук в электрический для передачи в органоид». Органическая часть по-разному реагировала на каждый голос, генерируя образец нейронной активности, который ИИ научился понимать. Brainoware научилась распознавать голоса с точностью 78 процентов.
Команда рассматривает эту работу как скорее доказательство концепции, чем что-то, имеющее практическое применение в ближайшем будущем. Хотя предыдущие исследования показали, что двумерные культуры нейронных клеток могут делать аналогичные вещи, это первый пробный запуск с использованием обученного трехмерного набора клеток головного мозга человека. Это может указывать на будущее биологических вычислений, в котором «скорость и эффективность человеческого мозга» породят сверхмощный ИИ. (Что может пойти не так?)
Арти Ахлувалиа, биомедицинский инженер из итальянского Пизанского университета, считает, что эта технология проливает больше света на человеческий мозг. Поскольку органоиды мозга могут дублировать центр управления нервной системой так, как не могут простые клеточные культуры, исследователь считает, что Brainoware (и дальнейшие достижения, которые он может породить) помогает моделировать и изучать неврологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера.
Проблемы причудливой технологии протокиборгов включают сохранение живых органоидов, особенно при переходе в более сложные области, где ученые в конечном итоге захотят их использовать. Клетки мозга должны расти в инкубаторе, что может оказаться более сложной задачей при использовании более крупных органоидов. Следующие шаги включают изучение того, как органоиды мозга адаптируются к более сложным задачам, и их разработку для большей стабильности и надежности.