ساخت کامپیوتر با سلول‌های زنده مغز انسان؛ فناوری Wetware و آینده هوش مصنوعی

دانشمندان در حوزه نوظهور «بایوکامپیوتینگ» یا «رایانش زیستی» به دستاوردهای چشمگیری دست یافته‌اند. این دستاورد شامل ساخت کامپیوترهایی است که هسته پردازشی آن‌ها از سلول‌های زنده مغز انسان تشکیل شده است. فناوری جدیدی که محققان آن را Wetware نامیده‌اند، پتانسیل کاهش چشمگیر مصرف انرژی مورد نیاز برای هوش مصنوعی در آینده را دارد.

تولید ارگانوئیدها: مغزهای کوچک آزمایشگاهی

در آزمایشگاه FinalSpark واقع در سوئیس، محققان بر روی این مفهوم پیشگامانه کار می‌کنند. فرآیند با تهیه سلول‌های بنیادی آغاز می‌شود که از سلول‌های پوست اهداکنندگان ناشناس استخراج شده‌اند. این سلول‌ها سپس در محیط آزمایشگاه کشت داده شده و به ارگانوئید تبدیل می‌شوند. ارگانوئیدها توده‌های کروی کوچکی از نورون‌ها هستند که عملاً می‌توان آن‌ها را به عنوان یک «مغز کوچک» آزمایشگاهی در نظر گرفت.

اگرچه این ارگانوئیدها فاقد پیچیدگی کامل مغز انسان هستند، اما از ساختارهای اساسی مشابهی برخوردارند. پس از گذشت چند ماه، این ساختارهای زیستی به الکترودها متصل شده و آماده استفاده به عنوان یک مینی-کامپیوتر زیستی می‌شوند.

تعاملات غیرقابل پیش‌بینی و چالش بقا

پس از اتصال، محققان قادر به ارسال سیگنال‌های الکتریکی به ارگانوئید و دریافت پاسخ هستند. در یک آزمایش پایه، ارسال سیگنال ناشی از فشردن یک کلید کیبورد، منجر به مشاهده یک جهش کوچک در نمودار شبیه به نوار مغزی (EEG) بر روی مانیتور می‌شود.

تعاملات این سیستم‌های زیستی همواره قابل پیش‌بینی نیستند. در یکی از موارد، پس از تحریک‌های مکرر، ارگانوئید ناگهان از پاسخ دادن بازایستاد و سپس یک انفجار انرژی کوتاه از خود نشان داد.

بزرگ‌ترین چالش این فناوری، زنده نگه داشتن این موجودات زنده است، زیرا برخلاف تراشه‌های سیلیکونی، این کامپیوترهای زیستی نیاز به تغذیه مداوم دارند و در نهایت عمرشان به پایان می‌رسد. پروفسور «سایمون شولتز» از امپریال کالج لندن اشاره می‌کند که فقدان رگ‌های خونی مانع از رساندن مواد مغذی به تمام سلول‌ها می‌شود.

تیم FinalSpark موفق شده است ارگانوئیدها را تا چهار ماه زنده نگه دارد. نکته قابل تأمل، مشاهده پدیده‌ای عجیب در لحظات پایانی حیات آن‌هاست؛ ثبت طوفان فعالیت الکتریکی که شباهت زیادی به افزایش فعالیت مغزی در انسان‌ها در آستانه مرگ دارد.

تکمیل‌کننده هوش مصنوعی، نه جایگزین آن

اجماع عمومی دانشمندان بر این است که بایوکامپیوتینگ قرار نیست جایگزین هوش مصنوعی مبتنی بر سیلیکون شود، بلکه هدف اصلی آن تکمیل قابلیت‌های آن است.

کاربردهای عملی فوری

در حال حاضر، کاربردهای عملیاتی این فناوری در حال ظهور است. محققان در دانشگاه جانز هاپکینز از این «مغزهای کوچک» برای مدل‌سازی بیماری‌های عصبی نظیر آلزایمر و اوتیسم و همچنین آزمایش داروها استفاده می‌کنند، امری که می‌تواند وابستگی به آزمایش‌های حیوانی را کاهش دهد.

لازم به ذکر است که FinalSpark تنها بازیگر این عرصه نیست؛ شرکت استرالیایی Cortical Labs نیز سال گذشته از راه‌اندازی SBI (هوش بیولوژیکی ترکیبی) خود با نام «CL1» خبر داده بود.