Аналитика
Компјутерите напојувани од човечки мозочни клетки можеби звучат како научна фантастика, но тим истражувачи од Соединетите Држави веруваат дека таквите машини, дел од новото поле наречено „органоидна интелигенција“, би можеле да ја обликуваат иднината – и сега имаат план да стигнат до таму.
Органоидите се лабораториски израснати ткива кои личат на органи. Овие тродимензионални структури, обично добиени од матични клетки, се користат во лаборатории речиси две децении, каде што научниците успеаја да избегнат штетно тестирање на луѓе или животни со експериментирање на штандовите за бубрези, бели дробови и други органи.
Мозочните органоиди всушност не наликуваат на мали верзии на човечкиот мозок, но клеточните култури со големина на пенкало содржат неврони кои се способни да функционираат слични на мозокот, формирајќи мноштво врски.
Научниците го нарекуваат феноменот – „интелигенција во чинија“.
Д-р Томас Хартунг, професор по здравје и инженерство на животната средина на Факултетот за јавно здравје Џон Хопкинс Блумберг и Факултетот за инженерство Вајтинг во Балтимор, почна да одгледува мозочни органоиди со менување примероци од човечка кожа во 2012 година.
СПОЈ НА БИОЛОГИЈА И КОМПЈУТЕР-ИНСПИРИРАН ОД ЧОВЕЧКИОТ МОЗОК
Тој и неговите колеги замислуваат комбинирање на моќта на мозочните органоиди во вид на биолошки хардвер енергетски поефикасен од суперкомпјутерите. Овие „биокомпјутери“ ќе користат мрежи на мозочни органоиди за потенцијално да го револуционизираат фармацевтското тестирање за болести како Алцхајмеровата болест, да обезбедат увид во човечкиот мозок и да ја променат иднината на компјутерите.
Истражувањето кое го опишува планот за органоидна интелигенција, поставен од Хартунг и неговите колеги, беше објавено во вторникот во списанието Frontiers in Science.
„Пресметката и вештачката интелигенција ја поттикнаа технолошката револуција, но тие достигнуваат горната граница“, рече Хартунг, виш автор на студијата, во изјавата. „Биокомпјутерот е огромен напор за набивање на пресметковната моќ и зголемување на нејзината ефикасност за надминување на нашите сегашни технолошки граници“.
Додека вештачката интелигенција е инспирирана од човечките мисловни процеси, технологијата не може целосно да ги реплицира сите способности на човечкиот мозок. Оваа празнина е причината зошто луѓето можат да користат CAPTCHA заснована на слика или текст, или целосно автоматизиран јавен Тјуринг тест за да ги разликуваат компјутерите и луѓето, како онлајн безбедносна мерка за да докажат дека не се ботови.
Туринговиот тест, познат и како игра за имитација, беше развиен во 1950 година од британскиот математичар и компјутерски научник Алан Тјуринг за да процени како машините покажуваат интелигентно однесување слично на она на човекот.
Но, како компјутерот навистина се спротивставува на човечкиот мозок?
Суперкомпјутер може да скрши огромни количини на броеви побрзо отколку што може човек. „На пример, AlphaGo (Вештачката интелигенција што го победи играчот бр. 1 Go во светот во 2017 година) беше обучен на податоци од 160.000 игри“, рече Хартунг. „Еден човек ќе мора да игра пет часа дневно повеќе од 175 години за да ги доживее овие многу игри“.
Од друга страна, човечкиот мозок е енергетски поефикасен, како и подобар во учењето и донесувањето сложени логички одлуки. Нешто основно како да може да разликува едно животно од друго е задача што човечкиот мозок лесно ја извршува, а компјутерот не може.
Фронтиер, суперкомпјутер вреден 600 милиони долари во Националната лабораторија Оук Риџ во Тенеси, тежи 3,6 тони при што секој кабинет тежи еднаква на два стандардни пикап камиони. Машината го надмина пресметковниот капацитет на еден човечки мозок во јуни – но користеше милион пати повеќе енергија, рече Хартунг.
„Мозокот сè уште е неспоредлив со современите компјутери“, рече Хартунг. „Мозоците исто така имаат неверојатен капацитет да складираат информации, проценет на 2.500 (терабајти)“, додаде тој. „Ги достигнуваме физичките граници на силиконските компјутери бидејќи не можеме да спакуваме повеќе транзистори во мал чип“.
КАКО РАБОТАТ БИОКОМПЈУТЕРИТЕ?
Пионерите на матичните клетки Џон Б. Гурдон и Шиња Јаманака добија Нобелова награда во 2012 година за развој на техника која дозволува клетките да се генерираат од целосно развиени ткива како кожа. Револуционерното истражување им овозможи на научниците како Хартунг да развијат мозочни органоиди кои се користеа за да имитираат живи мозоци и да тестираат и идентификуваат лекови кои можат да претставуваат ризици за здравјето на мозокот.
Хартунг потсети дека други истражувачи го прашале дали органоидите на мозокот можат да размислуваат или да постигнат свест. Прашањето го поттикнало да размисли да ги храни органоидите информации за нивната околина и како да комуницираат со неа.
„Ова отвора истражување за тоа како функционира човечкиот мозок“, рече Хартунг, кој е и кодиректор на Центарот за алтернативи за тестирање на животни во Европа. „Затоа што можете да започнете да манипулирате со системот, да правите работи што етички не можете да ги правите со човечкиот мозок“.
Хартунг ја дефинира органоидната интелигенција како „репродукција на когнитивни функции, како што се учењето и сензорната обработка, во лабораториски израснат модел човек-мозок“.
Мозочните органоиди што моментално ги користи Хартунг ќе треба да се зголемат за ОИ, или органоидна интелигенција. Секој органоид има отприлика број на клетки што може да се најдат во нервниот систем на мушичката. Еден органоид е околу еден тримилионити од големината на човечкиот мозок, што значи дека е еквивалент на околу 800 мегабајти меморија за складирање.
„Тие се премногу мали, секоја содржи околу 50.000 клетки. За ОИ, ќе треба да ја зголемиме оваа бројка на 10 милиони“, рече тој.
На истражувачите им требаат и начини да комуницираат со органоидите за да им испратат информации и да добијат читања за тоа што органоидите „размислуваат“. Авторите на студијата развија план кој вклучува алатки од биоинженерството и машинското учење, заедно со нови иновации. Дозволувањето различни видови на влез и излез низ органоидните мрежи ќе овозможи покомплексни задачи, напишаа истражувачите во студијата.
„Развивме уред за интерфејс мозок-компјутер кој е еден вид капа за ЕЕГ (електроенцефалограм) за органоиди, што го претставивме во една статија објавена минатиот август“, рече Хартунг. „Тоа е флексибилна обвивка која е густо покриена со ситни електроди кои можат и да примаат сигнали од органоидот и да пренесуваат сигнали до него“.
Хартунг се надева дека еден ден ќе има корисен канал за комуникација помеѓу вештачката интелигенција и ОИ „што ќе им овозможи на двајцата да ги истражат меѓусебните способности“.
Највлијателниот придонес на органоидната интелигенција може да се манифестира во човечката медицина, велат истражувачите.
Мозочните органоиди би можеле да се развијат од примероци од кожа на пациенти со нервни нарушувања, што ќе им овозможи на научниците да тестираат како различни лекови и други фактори можат да влијаат на нив.
„Со ОИ, би можеле да ги проучуваме и когнитивните аспекти на невролошките состојби“, рече Хартунг. „На пример, би можеле да го споредиме формирањето на меморија кај органоидите добиени од здрави луѓе и од пациенти со Алцхајмерова болест и да се обидеме да ги поправиме релативните дефицити. Можеме да користиме и ОИ за да тестираме дали одредени супстанции, како што се пестицидите, предизвикуваат проблеми со меморијата или учењето“.
Мозочните органоиди исто така би можеле да отворат нов начин за разбирање на човечкото сознание. „Сакаме да ги споредиме мозочните органоиди од типично развиените донатори наспроти мозочните органоиди од донаторите со аутизам“, рече во изјавата коавторката на студијата и ко-истражувач Лена Смирнова, асистент професор по здравје и инженерство на животната средина во Џонс Хопкинс.
„Алатките што ги развиваме кон биолошкото пресметување се истите алатки што ќе ни овозможат да ги разбереме промените во невронските мрежи специфични за аутизмот, без да мора да користиме животни или да пристапиме до пациентите, за да можеме да ги разбереме основните механизми зошто пациентите имаат такво когниција. проблеми и оштетувања“, рече таа.
Користењето на мозочните органоиди за создавање органоидна интелигенција сè уште е во повој. Развивањето на OI споредливо со компјутер со моќ на мозокот на глувчето може да потрае со децении, рече Хартунг.
Но, веќе има ветувачки резултати кои илустрираат што е можно. Коавторот на студијата, д-р Брет Каган, главен научен директор во Cortical Labs во Мелбурн, Австралија, и неговиот тим неодамна покажаа дека мозочните клетки можат да научат да играат Понг, видео играта.
„Нивниот тим веќе го тестира ова со мозочни органоиди“, рече Хартунг. „И би рекол дека реплицирањето на овој експеримент со органоиди веќе ја исполнува основната дефиниција за OI. Оттука, станува збор само за градење на заедницата, алатките и технологиите за да се реализира целосниот потенцијал на ОИ“.
ЕТИЧКИ ГРИЖИ
Создавањето органоиди од човечки мозок способни за когнитивни функции покренува голем број на етички грижи, вклучително и дали тие можат да развијат свест или да чувствуваат болка, и дали оние чии клетки биле користени за нивно создавање имаат некакви права во врска со органоидите.
„Клучен дел од нашата визија е да го развиеме ОИ на етички и општествено одговорен начин“, рече Хартунг. „Поради оваа причина, од самиот почеток соработувавме со етичарите за да воспоставиме пристап „вградена етика“. Сите етички прашања ќе бидат континуирано оценувани од тимови составени од научници, етичари и јавноста, како што се развива истражувањето“.
Вклучувањето на јавноста во разбирањето и развојот на органоидната интелигенција е од клучно значење, напиша Џулијан Киндерлерер, почесен професор по право на интелектуална сопственост на Универзитетот во Кејп Таун во Јужна Африка, во одделно објавен поглед на политиката. Kinderlerer не беше вклучен во новата студија OI.
Влегуваме во нов свет, каде што интерфејсот меѓу луѓето и човечките конструкции ги замаглува разликите, напиша Киндерлер. „Општеството не може пасивно да чека нови откритија; тој мора да биде вклучен во идентификувањето и разрешувањето на можните етички дилеми и да се увери дека секое експериментирање е во етичките граници што допрва треба да се утврдат“.
Гледањето на развојот на вештачката интелигенција како ChatGPT предизвика некои да се запрашаат колку компјутерите се блиску до полагањето на Тјуринг тестот, пишува Гери Милер, продекан за истражувачка стратегија и иновации и професор по еколошки здравствени науки на Универзитетот Колумбија во Њујорк. посебна статија за гледиште објавена во вторник. Милер не бил вклучен во студијата на Џон Хопкинс.
Додека ChatGPT може ефикасно да собира информации на интернет, тој не може да реагира на промена на температурата како што може да реагира културен клеточен систем, напиша тој.
„Мозочните органоидни системи би можеле да покажат клучни аспекти на интелигенција и чувство“, напиша Милер. „Ова бара силно испитување на етичките импликации на технологијата, во која мора да бидат вклучени етичарите. Мораме да се погрижиме секој чекор од процесот да се води со научен интегритет, притоа признавајќи дека поголемото прашање е потенцијалното влијание врз општеството. ОИ ја замаглува границата помеѓу човечкото сознание и машинската интелигенција, а технологијата и биологијата напредуваат со брзина што може да ги надмине потребните етички и морални дискусии. Ова поле во подем мора да преземе енергичен пристап кон решавање на етичките и моралните прашања што доаѓаат со овој тип на научен напредок и мора да го стори тоа пред технологијата да падне во моралната бездна“.
