Швейцарские учёные создают компьютеры из живых нейронов

‏

Швейцарские учёные создают компьютеры из живых нейронов.

В лаборатории FinalSpark идёт разработка революционной технологии, которая использует выращенные в лаборатории органоиды из человеческих стволовых клеток для создания биологических компьютеров. Эти трёхмерные структуры, состоящие из нейронов и вспомогательных клеток, подключаются к электродам, что позволяет им обмениваться электрическими сигналами с традиционными вычислительными системами. Такой подход открывает путь к обучению нейронных сетей распознаванию данных и генерации ответов, аналогично процессам машинного обучения.

Методика начинается с культивирования стволовых клеток, полученных из образцов человеческой кожи. Клетки постепенно превращаются в кластеры, формируя органоиды, которые созревают в течение нескольких месяцев. После этого их интегрируют в электронную систему с помощью электродов. Входные сигналы, например с клавиатуры, передаются органоидам, вызывая измеримую электрическую активность, которая визуализируется на графиках, напоминающих электроэнцефалограмму. Всё взаимодействие строится на основе электрической стимуляции живой нейронной ткани.

Однако технология сталкивается с серьёзными вызовами. Органоиды способны функционировать до четырёх месяцев, но отсутствие кровеносной системы ограничивает их питание и жизнеспособность. Интересно, что в последние годы исследователи наблюдали необычное явление: незадолго до гибели органоиды демонстрируют интенсивные всплески электрической активности, которые были зафиксированы в thousands случаев. Один из сооснователей проекта отметил, что многое в поведении этих структур остаётся загадкой, иронично предположив, что, возможно, они "разозлились" на эксперименты.

Подобные исследования ведутся и в других частях мира. Например, в 2022 году австралийская компания сообщила об успехах в обучении выращенных нейронов игре в Pong. Это подтверждает перспективность направления и его растущую популярность в научном сообществе.

Биокомпьютеры на основе органоидов рассматриваются не как замена кремниевым процессорам, а как их дополнение для специализированных задач. Они могут значительно улучшить моделирование neurological заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или аутизм, а также сократить использование животных в экспериментах. Эксперты подчёркивают, что эта технология открывает новые горизонты для изучения работы мозга и разработки инновационных терапевтических подходов.