Биокомпютри, захранвани от човешки мозъчни клетки: стъпка към органоидния интелект

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Септември 27, 2023

Резюме на прозрението

Изследователите разработват биокомпютри, използвайки мозъчни органоиди, които притежават решаваща мозъчна функция и структурни аспекти. Тези биокомпютри имат потенциала да революционизират персонализираната медицина, да стимулират икономическия растеж в биотехнологичните индустрии и да създадат търсене на квалифицирана работна ръка. С напредването на тази технология обаче трябва да се обърне внимание на етичните проблеми, новите закони и разпоредби и потенциалното влошаване на различията в здравеопазването.

Контекст на биокомпютри, захранвани от човешки мозъчни клетки

Изследователи от различни области си сътрудничат, за да разработят новаторски биокомпютри, които използват триизмерни мозъчни клетъчни култури, известни като мозъчни органоиди, като биологична основа. Техният план за постигане на тази цел е очертан в статия от 2023 г., публикувана в научното списание Граници в науката. Мозъчните органоиди са лабораторно отгледана клетъчна култура. Въпреки че не са миниатюрни версии на мозъка, те притежават решаващи аспекти на мозъчната функция и структура, като например неврони и други мозъчни клетки, необходими за когнитивни способности като учене и памет. 

Според един от авторите, професор Томас Хартунг от университета Джон Хопкинс, докато базираните на силиций компютри превъзхождат в числените изчисления, мозъците са по-добри учещи. Той цитира примера на AlphaGo, изкуственият интелект, който победи най-добрия играч на Go в света през 2017 г. AlphaGo беше обучен на базата на данни от 160,000 175 игри, което ще отнеме на човек, играещ пет часа на ден в продължение на XNUMX години, за да изпита. 

Мозъците не само учат по-добре, но и са по-енергийно ефективни. Например, енергията, необходима за обучение на AlphaGo, може да поддържа активен възрастен в продължение на десет години. Според Хартунг мозъците притежават и невероятна способност да съхраняват информация, оценена на 2,500 терабайта. Докато силиконовите компютри достигат своите граници, човешкият мозък съдържа приблизително 100 милиарда неврони, свързани чрез над 10^15 точки на свързване, огромна разлика в мощността в сравнение със съществуващата технология.

Разрушително въздействие

Потенциалът на органоидния интелект (OI) се простира отвъд компютрите в медицината. Благодарение на пионерска техника, разработена от Нобеловите лауреати Джон Гърдън и Шиня Яманака, мозъчните органоиди могат да бъдат генерирани от тъкани на възрастни. Тази функция позволява на изследователите да създават персонализирани мозъчни органоиди, използвайки кожни проби от пациенти с неврологични заболявания като Алцхаймер. След това те могат да проведат различни тестове, за да изследват ефектите на генетични фактори, лекарства и токсини върху тези състояния.

Хартунг обясни, че OI може да се използва и за изследване на когнитивните аспекти на неврологичните заболявания. Например, изследователите биха могли да сравнят формирането на паметта в органоидите, получени от здрави индивиди и тези с Алцхаймер, опитвайки се да коригират свързаните дефицити. Освен това OI може да се използва за изследване дали определени вещества, като пестициди, допринасят за проблеми с паметта или ученето.

Въпреки това, създаването на човешки мозъчни органоиди със способността да учат, запомнят и взаимодействат със заобикалящата ги среда въвежда сложни етични проблеми. Възникват въпроси, като например дали тези органоиди могат да постигнат съзнание - дори в основна форма - да изпитат болка или страдание и какви права трябва да имат хората по отношение на мозъчните органоиди, създадени от техните клетки. Изследователите са напълно наясно с тези предизвикателства. Хартунг подчерта, че ключов аспект от тяхната визия е да развиват OI етично и със социална отговорност. За да се справят с това, изследователите са си сътрудничили с етиците от самото начало, за да приложат подход на „вградена етика“. 

Последици от биокомпютрите, захранвани от човешки мозъчни клетки

По-широките последици от биокомпютрите, захранвани от човешки мозъчни клетки, могат да включват: 

• Органоиден интелект, водещ до персонализирана медицина за хора, борещи се с мозъчни наранявания или заболявания, което позволява по-ефективни лечения. Това развитие може да доведе до по-независим живот на възрастните хора с намалено бреме на болестите и подобрено качество на живот.
• Нови възможности за междуотраслово сътрудничество с биотехнологичните и фармацевтичните индустрии, което потенциално води до икономически растеж и създаване на работни места в тези сектори.
• Напредък в националните здравни системи. Правителствата може да се наложи да инвестират в тази технология, за да поддържат конкурентно предимство и да подобрят резултатите за общественото здраве, което може да доведе до дебати около разпределението на финансирането и приоритизирането.
• Иновации в други области, като изкуствен интелект, роботика и биоинформатика, тъй като изследователите се стремят да интегрират биоизчисленията, за да разширят или увеличат функционалността на съществуващите технологии. 
• Повишено търсене на квалифицирана работна ръка в биотехнологиите и свързаните с тях области. Тази промяна може да изисква ново образование и програми за преквалификация.
• Етични опасения, свързани с използването на човешки клетки и тъкани в електрониката, както и потенциала за използване на тези технологии за цели, различни от здравеопазването, като биологични оръжия или козметични подобрения.
• Необходими са нови закони и разпоредби, които да управляват използването, разработването и прилагането на тази технология, балансирайки иновациите с етичните съображения и обществената безопасност.
• Органоидният интелект влошава съществуващите различия в достъпа до здравеопазване и резултатите, тъй като е по-вероятно по-богатите нации и индивиди да се възползват от технологията. Решаването на този проблем може да изисква глобално сътрудничество и споделяне на ресурси, за да се осигури справедливо разпределение на предимствата на тази технология.

Въпроси за разглеждане

• Какви могат да бъдат другите потенциални предизвикателства при развитието на органоидния интелект?
• Как изследователите могат да гарантират, че тези хибриди на биомашини са разработени и използвани отговорно?