Υπάρχει μεγάλος φόβος για την αντικατάσταση των ανθρώπων από τα ρομπότ. Αλλά ίσως θα έπρεπε να ανησυχούν οι μηχανές για εμάς. Σουηδοί επιστήμονες δημιούργησαν τον πρώτο «ζωντανό υπολογιστή» στον κόσμο, ο οποίος είναι κατασκευασμένος από ανθρώπινο εγκεφαλικό ιστό.
Αποτελείται από 16 οργανοειδή, ή συστάδες εγκεφαλικών κυττάρων που αναπτύχθηκαν σε εργαστήριο, τα οποία στέλνουν πληροφορίες μεταξύ τους. Λειτουργούν όπως ένα παραδοσιακό τσιπ υπολογιστή – στέλνουν και λαμβάνουν σήματα μέσω των νευρώνων τους που δρουν σαν κυκλώματα.
Αλλά αυτό που τα κάνει ξεχωριστά είναι ότι η ζωντανή μηχανή χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια, επειδή οι ζωντανοί νευρώνες μπορούν να χρησιμοποιήσουν πάνω από ένα εκατομμύριο φορές λιγότερη ενέργεια από τους σημερινούς ψηφιακούς επεξεργαστές που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Σε σύγκριση με τους καλύτερους υπολογιστές στον κόσμο, όπως ο Hewlett Packard Enterprise Frontier, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι για την ίδια ταχύτητα και 1.000 φορές περισσότερη μνήμη ο ανθρώπινος εγκέφαλος χρησιμοποιεί 10 έως 20 watts, σε σύγκριση με τον υπολογιστή που χρησιμοποιεί 21 megawatts (Ένα megawatt ισούται με ένα εκατομμύριο watt).
Πώς λειτουργεί ο «ζωντανός υπολογιστής»
Ο «ζωντανός υπολογιστής» αναπτύχθηκε από τους επιστήμονες της FinalSparks, μίας startup που επικεντρώνεται στη δημιουργία λύσεων με βιολογικά νευρωνικά δίκτυα.
Ο Δρ Fred Jordan, συν-διευθύνων σύμβουλος της FinalSpark, δήλωσε στη DailyMail.com: «Αυτή η ιδέα είναι κοινή στην επιστημονική φαντασία, αλλά δεν έχει γίνει τεράστια ποσότητα πραγματικής έρευνας σε αυτό».
Τα οργανοειδή είναι μικροσκοπικές, αυτοοργανωμένες τρισδιάστατες καλλιέργειες ιστών που κατασκευάζονται από βλαστικά κύτταρα.
Τέτοιες καλλιέργειες μπορούν να κατασκευαστούν για να αναπαράγουν μεγάλο μέρος της πολυπλοκότητας ενός οργάνου ή για να εκφράσουν επιλεγμένες πτυχές του, όπως η παραγωγή μόνο ορισμένων τύπων κυττάρων. Οι επιστήμονες παίρνουν τα βλαστοκύτταρα και τα καλλιεργούν για περίπου ένα μήνα μέχρι να σχηματίσουν χαρακτηριστικά όπως οι νευρώνες.
Οι μίνι εγκέφαλοι της FinalSparks κατασκευάστηκαν από περίπου 10.000 ζωντανούς νευρώνες, διαμέτρου περίπου 0,5 mm
Τα οργανοειδή εκπαιδεύονται με δόσεις ντοπαμίνης – όταν εκτελούν σωστά εργασίες, λαμβάνουν μια ροή της χημικής ουσίας ως ανταμοιβή. Οι επιστήμονες χορηγούν ντοπαμίνη εκθέτοντας μια συγκεκριμένη περιοχή του οργανοειδούς εγκεφάλου στο φως – παρόμοια με τον τρόπο που απελευθερώνεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο όταν ενεργοποιείται μια συγκεκριμένη περιοχή.
Οι μίνι εγκέφαλοι περιβάλλονται από οκτώ ηλεκτρόδια που μετρούν τη δραστηριότητα στα οργανοειδή και οι ερευνητές μπορούν να στείλουν ρεύμα μέσω του ηλεκτροδίου για να επηρεάσουν τον νευρώνα. Αυτά τα ηλεκτρόδια εκτελούν τον διπλό ρόλο της διέγερσης των οργανοειδών και της καταγραφής των δεδομένων που επεξεργάζονται.
Τα οργανοειδή στεγάζονται επίσης σε έναν επωαστήρα μικρορευστών που λειτουργεί ως ένα μίνι σύστημα υδραυλικών εγκαταστάσεων για μικροσκοπικές ποσότητες υγρών, παρέχοντας θρεπτικά συστατικά στα κύτταρα, και τους παρέχονται θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για να διατηρηθούν στη ζωή.
Ο επωαστήρας διατηρεί τα οργανοειδή σε θερμοκρασία σώματος και αυτοματοποιεί τη ροή και τη συντήρηση των κυτταρικών μέσων, παρέχοντας ένα σταθερό περιβάλλον απαλλαγμένο από βακτήρια και ιούς.
Τα κύτταρα στον “ζωντανό υπολογιστή” ζουν και πεθαίνουν μέσα σε 100 ημέρες, συσσωρευμένα σε μια τρισδιάστατη δομή οργανοειδών. Είναι όμως παρόμοια με αυτά που υπάρχουν στους πραγματικούς ανθρώπινους εγκεφάλους και έχουν παρόμοια ηλεκτρική δραστηριότητα.
«Οι νευρώνες στον εγκέφαλό σας θα ζήσουν για περίπου 80 χρόνια – όταν πεθάνετε έχετε τους ίδιους νευρώνες με αυτούς που έχετε όταν γεννηθείτε. Δεν είμαστε τόσο καλοί όσο η φύση στο να τους διατηρούμε ζωντανούς, οπότε ζουν για 100 ημέρες».
Και οι επιστήμονες απλώς αναπτύσσουν νέα οργανοειδή για να αντικαταστήσουν τα νεκρά.
Η ομάδα εγκαινίασε πρόσφατα τον υπολογιστή εγκεφάλου ως μια διαδικτυακή πλατφόρμα που επιτρέπει στους ερευνητές παγκοσμίως να διεξάγουν πειράματα εξ αποστάσεως σε βιολογικούς νευρώνες in vitro.
Ήδη, τρεις δωδεκάδες πανεπιστήμια έχουν εκδηλώσει ενδιαφέρον για τη χρήση της πλατφόρμας
Ο Τζόρνταν περιέγραψε τον “ζωντανό υπολογιστή” ως “wetware” επειδή – όπως και οι πραγματικοί ανθρώπινοι εγκέφαλοι – βρίσκεται κάπου ανάμεσα στο υλικό των υπολογιστών (δηλαδή τα τσιπ που επεξεργάζονται τις πληροφορίες) και στο λογισμικό (τα προγράμματα που εκτελούνται στο υλικό).
«Το αποκαλούμε “wetware” – δεν ξέρω ποιος δημιούργησε τη λέξη – αλλά ο εγκέφαλος βρίσκεται μεταξύ λογισμικού και υλικού. Στους υπολογιστές υπάρχει σαφής διαχωρισμός, τρέχετε διαφορετικό λογισμικό στο ίδιο υλικό», δήλωσε ο Jordan.
«Αλλά στον εγκέφαλό μας, για να μάθουμε οτιδήποτε, αλλάζουμε φυσικά το υλικό που δημιουργεί τις συναπτικές συνδέσεις. Χρειαζόμαστε λοιπόν μια νέα λέξη, και η λέξη “wetware” έχει νόημα, επειδή τα κύτταρα χρειάζονται υγρό περιβάλλον για να επιβιώσουν» πρόσθεσε.
Λύση στην ενεργειακή κρίση;
Ο κόσμος βρίσκεται στη μέση μιας ενεργειακής κρίσης λόγω της έλλειψης καυσίμων, των διαταραχών στην αλυσίδα εφοδιασμού, των γεωπολιτικών εντάσεων και της μετάβασης στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Για να μην αναφέρουμε την άνοδο της τεχνητής νοημοσύνης που προβλέπεται να χρησιμοποιεί 29,3 terawatts ετησίως – ένα terawatt ισούται με ένα τρισεκατομμύριο watt.
Προς το παρόν, η εταιρεία επικεντρώνεται στο cloud computing, και ειδικότερα στα ενεργοβόρα κέντρα δεδομένων που προωθούν την Τεχνητή Νοημοσύνη.
Εργαστήρια και πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο έχουν ήδη συνδεθεί στο FinalSpark για να δοκιμάσουν το υλικό.
Αργότερα αυτόν τον μήνα, ο Τζόρνταν θα επισκεφθεί το πρώτο παγκόσμιο συνέδριο “βιοϋπολογιστών” που θα πραγματοποιηθεί στη Βιέννη αυτό το μήνα, με επισκέπτες από την Αυστραλία και τις ΗΠΑ: “Δεν νομίζω ότι οι διοργανωτές ήξεραν πόσο λίγοι είμαστε”, είπε γελώντας.
Είπε ότι από τότε που δημοσίευσε τα ευρήματά του, το τηλέφωνο δεν έχει σταματήσει να χτυπάει: «Πολλοί άνθρωποι μου τηλεφωνούν για να μου προσφέρουν χρήματα», είπε.
Μια άλλη πιθανή ανακάλυψη είναι η νέα κατανόηση του ίδιου του ανθρώπινου εγκεφάλου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε θεραπείες για ασθένειες. Η τεχνολογία για τη δημιουργία οργανοειδών είναι σχετικά νέα, και δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς η ιδέα της μετατροπής των ανθρώπινων νευρώνων σε υπολογιστή.
