دانشمندان یک مغز کوچک ساختند

اول صبح؛ دانشمندان یک ارگانوئید (ارگان کوچک) کوچک مغز مانند را از سلول‌های بنیادی انسان رشد داده و آن را به رایانه متصل کردند. آن‌ها نشان دادند که این ارگانوئید می‌تواند به سرعت گفتار و پیش‌بینی‌های ریاضی را تشخیص دهد.

انعطاف‌پذیری عصبی مغز انسان و توانایی آن برای رشد بافت عصبی جدید به او توانایی یادگیری از جریان‌های داده‌های پر نویز و با کیفیت پایین را داده است. آنچه را که سیستم‌های هوش مصنوعی با مصرف انرژی بالا انجام می‌دهند، مغز با ظرافتی بی‌دردسر به آن دست می‌یابد.

اما اگر مغز یک کامپیوتر یادگیری قدرتمند است و تمام کاری که در جمجمه ما انجام می‌دهد پاسخ دادن به سیگنال‌های الکتریکی حواس ماست آیا می‌تواند جایگزین تراشه‌های یادگیری ماشین عصبی شود؟ سلول‌های مغزی را می‌توان به راحتی از سلول‌های بنیادی ایجاد کرد که آن‌ها تمایل طبیعی به خود سازماندهی را دارند. از این رو، ما اکنون در عصر بیوکامپیوتر زندگی می‌کنیم.

اکنون، محققان دانشگاه ایندیانا با رشد یک ارگانوئید مغز و نصب آن بر روی یک تراشه سیلیکونی، رویکرد کمی متفاوت در پیش گرفته اند. این تفاوت ممکن است آکادمیک به نظر برسد، اما محققان با اجازه دادن به سلول‌های بنیادی برای خودسازماندهی در ساختاری سه‌بعدی، این فرضیه را مطرح کردند که ارگانوئید حاصل ممکن است به طور قابل‌توجهی هوشمندتر باشد و نورون‌ها ممکن است پیچیدگی، اتصال، انعطاف‌پذیری عصبی و نوروژنز (تشکیل نرون جدید) بیشتری از خود نشان دهند.

بنابراین آن‌ها اندام‌های مغزی کوچکی با قطر کمتر از یک نانومتر رشد دادند و آن را روی یک آرایه چند الکترودی با چگالی بالا نصب کردند: تراشه‌ای که قادر است سیگنال‌های الکتریکی را به داخل ارگانوئید مغز بفرستد و همچنین سیگنال‌های الکتریکی را بخواند. آن‌ها آن را «Brainoware» نامیدند.

مغز کوچک به ورودی‌های الکتریکی به شکلی غیرخطی مناسب پاسخ می‌دهد و دانشمندان متوجه شدند که نوعی حافظه در آن وجود دارد. این مغز طی دو روز پیش‌بینی‌های ریاضی خود را بسیار بهبود بخشید.

تیم به این نتیجه رسید که ارگانوئیدهای سه بعدی مغز انسان مانند این قطعا می‌توانند شبکه‌های عصبی عملکردی را تشکیل دهند و به عنوان کلاس جدیدی از سخت‌افزار یادگیری ماشین عمل کنند، در حالی که به طور طبیعی به چالش‌های زمان، مصرف انرژی و تولید گرما که با تراشه‌های یادگیری ماشین مصنوعی مواجه هستند، فائق می‌آیند. آن‌ها علاقه‌مند به ارتقای این ایده با الکترودهای سوزنی نرمی هستند که در بافت مغز ارگانوئید کاشته شده اند، که به ورودی یا خروجی دسترسی به تعداد بیشتری از نورون‌ها (نسبت به دستگاه فعلی که فقط با خارج از سلول مغز ارتباط دارد) را می‌دهد.