માનવ મગજના કોષો દ્વારા સંચાલિત બાયોકોમ્પ્યુટર્સ: ઓર્ગેનોઇડ ઇન્ટેલિજન્સ તરફનું એક પગલું

• લેખક:
• લેખક નામ

  ક્વોન્ટમરુન અગમચેતી
• સપ્ટેમ્બર 27, 2023

આંતરદૃષ્ટિનો સારાંશ

સંશોધકો મગજના ઓર્ગેનોઇડ્સનો ઉપયોગ કરીને બાયોકોમ્પ્યુટર વિકસાવી રહ્યા છે, જે મગજના નિર્ણાયક કાર્ય અને બંધારણના પાસાઓ ધરાવે છે. આ બાયોકોમ્પ્યુટરમાં વ્યક્તિગત દવામાં ક્રાંતિ લાવવાની, બાયોટેક ઉદ્યોગોમાં આર્થિક વૃદ્ધિને આગળ વધારવા અને કુશળ શ્રમની માંગ ઉભી કરવાની ક્ષમતા છે. જો કે, નૈતિક ચિંતાઓ, નવા કાયદાઓ અને નિયમો અને આરોગ્યસંભાળની અસમાનતાના સંભવિત બગડતા આ ટેક્નોલોજીને આગળ વધવાની સાથે સંબોધવામાં આવવી જોઈએ.

માનવ મગજના કોષો સંદર્ભ દ્વારા સંચાલિત બાયોકોમ્પ્યુટર્સ

વિવિધ ક્ષેત્રોના સંશોધકો ગ્રાઉન્ડબ્રેકિંગ બાયોકોમ્પ્યુટર્સ વિકસાવવા માટે સહયોગ કરી રહ્યા છે જે ત્રિ-પરિમાણીય મગજ કોષ સંસ્કૃતિનો ઉપયોગ કરે છે, જેને મગજ ઓર્ગેનોઇડ્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જૈવિક પાયા તરીકે. આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટેની તેમની યોજના વૈજ્ઞાનિક જર્નલમાં પ્રકાશિત 2023 લેખમાં દર્શાવેલ છે. વિજ્ઞાનમાં સરહદો. મગજના ઓર્ગેનોઇડ્સ એ પ્રયોગશાળા દ્વારા ઉગાડવામાં આવેલ કોષ સંસ્કૃતિ છે. તેમ છતાં તે મગજના લઘુચિત્ર સંસ્કરણો નથી, તેઓ મગજના કાર્ય અને બંધારણના નિર્ણાયક પાસાઓ ધરાવે છે, જેમ કે જ્ઞાનાત્મક ક્ષમતાઓ જેમ કે શીખવાની અને યાદશક્તિ માટે જરૂરી ન્યુરોન્સ અને અન્ય મગજ કોષો. 

જોન્સ હોપકિન્સ યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર થોમસ હાર્ટુંગના એક લેખકના જણાવ્યા અનુસાર, જ્યારે સિલિકોન-આધારિત કમ્પ્યુટર્સ સંખ્યાત્મક ગણતરીઓમાં શ્રેષ્ઠ છે, ત્યારે મગજ શ્રેષ્ઠ શીખનારા છે. તેણે AlphaGoનું ઉદાહરણ ટાંક્યું, એ AI જેણે 2017માં વિશ્વના ટોચના Go પ્લેયરને હરાવ્યા હતા. AlphaGo ને 160,000 રમતોના ડેટા પર તાલીમ આપવામાં આવી હતી, જેનો અનુભવ કરવા માટે 175 વર્ષથી દરરોજ પાંચ કલાક રમતા વ્યક્તિને લાગશે. 

મગજ માત્ર સારા શીખનારા જ નથી, પરંતુ તેઓ વધુ ઊર્જા-કાર્યક્ષમ પણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, AlphaGo ને તાલીમ આપવા માટે જરૂરી ઉર્જા સક્રિય પુખ્ત વયના વ્યક્તિને દસ વર્ષ સુધી ટેકો આપી શકે છે. હાર્ટુંગના જણાવ્યા મુજબ, મગજમાં માહિતી સંગ્રહિત કરવાની અદ્ભુત ક્ષમતા પણ છે, જેનો અંદાજ 2,500 ટેરાબાઈટ છે. જ્યારે સિલિકોન કોમ્પ્યુટર્સ તેમની મર્યાદા સુધી પહોંચી રહ્યા છે, ત્યારે માનવ મગજમાં 100^10 કનેક્શન પોઈન્ટ્સ દ્વારા જોડાયેલા આશરે 15 બિલિયન ન્યુરોન્સ હોય છે, જે હાલની ટેકનોલોજીની સરખામણીમાં એક જબરદસ્ત પાવર તફાવત છે.

વિક્ષેપકારક અસર

ઓર્ગેનોઇડ ઇન્ટેલિજન્સ (OI) ની સંભવિતતા દવામાં ગણતરી કરતાં આગળ વિસ્તરે છે. નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા જ્હોન ગર્ડન અને શિન્યા યામાનાકા દ્વારા વિકસાવવામાં આવેલી અગ્રણી તકનીકને કારણે, મગજના ઓર્ગેનોઇડ્સ પુખ્ત પેશીઓમાંથી પેદા કરી શકાય છે. આ સુવિધા સંશોધકોને અલ્ઝાઈમર જેવા ન્યુરોલોજીકલ ડિસઓર્ડર ધરાવતા દર્દીઓની ત્વચાના નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરીને વ્યક્તિગત મગજના ઓર્ગેનોઈડ્સ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. પછી તેઓ આ પરિસ્થિતિઓ પર આનુવંશિક પરિબળો, દવાઓ અને ઝેરની અસરોની તપાસ કરવા માટે વિવિધ પરીક્ષણો કરી શકે છે.

હાર્ટુંગે સમજાવ્યું કે OI નો ઉપયોગ ન્યુરોલોજીકલ રોગોના જ્ઞાનાત્મક પાસાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. દાખલા તરીકે, સંશોધકો સ્વસ્થ વ્યક્તિઓ અને અલ્ઝાઈમર ધરાવતા લોકોમાંથી મેળવેલા ઓર્ગેનોઈડ્સમાં મેમરીની રચનાની તુલના કરી શકે છે, સંબંધિત ખામીઓને દૂર કરવાનો પ્રયાસ કરી શકે છે. વધુમાં, OI નો ઉપયોગ એ તપાસ કરવા માટે થઈ શકે છે કે શું અમુક પદાર્થો, જેમ કે જંતુનાશકો, મેમરી અથવા શીખવાની સમસ્યાઓમાં ફાળો આપે છે.

જો કે, તેમની આસપાસના વાતાવરણ સાથે શીખવાની, યાદ રાખવાની અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની ક્ષમતા સાથે માનવ મગજના ઓર્ગેનોઇડ્સ બનાવવાથી જટિલ નૈતિક ચિંતાઓનો પરિચય થાય છે. પ્રશ્નો ઉભા થાય છે, જેમ કે શું આ ઓર્ગેનોઇડ્સ ચેતના પ્રાપ્ત કરી શકે છે - મૂળભૂત સ્વરૂપમાં પણ - પીડા અથવા વેદનાનો અનુભવ કરે છે અને વ્યક્તિઓને તેમના કોષોમાંથી બનાવેલા મગજના ઓર્ગેનોઇડ્સ અંગે કયા અધિકારો હોવા જોઈએ. સંશોધકો આ પડકારોથી સંપૂર્ણપણે વાકેફ છે. હાર્ટુંગે ભારપૂર્વક જણાવ્યું હતું કે તેમની દ્રષ્ટિનું એક નિર્ણાયક પાસું OI ને નૈતિક રીતે અને સામાજિક જવાબદારી સાથે વિકસાવવાનું છે. આને સંબોધવા માટે, સંશોધકોએ "એમ્બેડેડ એથિક્સ" અભિગમને અમલમાં મૂકવા માટે શરૂઆતથી જ નીતિશાસ્ત્રીઓ સાથે સહયોગ કર્યો છે. 

માનવ મગજના કોષો દ્વારા સંચાલિત બાયોકોમ્પ્યુટરની અસરો

માનવ મગજના કોષો દ્વારા સંચાલિત બાયોકોમ્પ્યુટરની વ્યાપક અસરોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થઈ શકે છે: 

• મગજની ઇજાઓ અથવા બીમારીઓ સાથે સંઘર્ષ કરતી વ્યક્તિઓ માટે વ્યક્તિગત દવા તરફ દોરી ઓર્ગેનોઇડ ઇન્ટેલિજન્સ, વધુ અસરકારક સારવાર માટે પરવાનગી આપે છે. આ વિકાસના પરિણામે વરિષ્ઠ લોકો રોગના ઓછા બોજ સાથે અને જીવનની ગુણવત્તામાં સુધારો સાથે વધુ સ્વતંત્ર જીવન જીવી શકે છે.
• બાયોટેક અને ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગો સાથે નવી ક્રોસ-ઉદ્યોગ સહયોગની તકો, સંભવિતપણે આ ક્ષેત્રોમાં આર્થિક વૃદ્ધિ અને રોજગાર સર્જન તરફ દોરી જાય છે.
• રાષ્ટ્રીય આરોગ્યસંભાળ પ્રણાલીઓમાં પ્રગતિ. સરકારોએ સ્પર્ધાત્મક ધાર જાળવવા અને જાહેર આરોગ્ય પરિણામોને સુધારવા માટે આ ટેક્નોલોજીમાં રોકાણ કરવાની જરૂર પડી શકે છે, જે ભંડોળની ફાળવણી અને પ્રાથમિકતાની આસપાસ ચર્ચાઓ તરફ દોરી શકે છે.
• અન્ય ક્ષેત્રોમાં નવીનતા, જેમ કે આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ, રોબોટિક્સ અને બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ, કારણ કે સંશોધકો હાલની તકનીકોની કાર્યક્ષમતાને વિસ્તારવા અથવા વધારવા માટે બાયોકોમ્પ્યુટેશનને એકીકૃત કરવાનો પ્રયાસ કરે છે. 
• બાયોટેકનોલોજી અને સંબંધિત ક્ષેત્રોમાં કુશળ શ્રમની માંગમાં વધારો. આ શિફ્ટ માટે નવા શિક્ષણ અને પુનઃપ્રશિક્ષણ કાર્યક્રમોની જરૂર પડી શકે છે.
• ઇલેક્ટ્રોનિક્સની અંદર માનવ કોષો અને પેશીઓના ઉપયોગની આસપાસની નૈતિક ચિંતાઓ, તેમજ આરોગ્યસંભાળ સિવાયના અન્ય હેતુઓ માટે આ તકનીકોના શોષણની સંભવિતતા, જેમ કે બાયોવેપન્સ અથવા કોસ્મેટિક ઉન્નતીકરણ.
• નૈતિક વિચારણાઓ અને જાહેર સલામતી સાથે નવીનતાને સંતુલિત કરીને, આ ટેક્નોલોજીના ઉપયોગ, વિકાસ અને એપ્લિકેશનને સંચાલિત કરવા માટે નવા કાયદા અને નિયમો જરૂરી છે.
• ઓર્ગેનોઇડ ઇન્ટેલિજન્સ હેલ્થકેર એક્સેસ અને પરિણામોમાં હાલની અસમાનતાઓને વધુ ખરાબ કરે છે, કારણ કે સમૃદ્ધ રાષ્ટ્રો અને વ્યક્તિઓને ટેક્નોલોજીથી વધુ ફાયદો થવાની શક્યતા છે. આ સમસ્યાને સંબોધવા માટે આ ટેકનોલોજીના લાભોનું સમાન વિતરણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે વૈશ્વિક સહયોગ અને સંસાધનોની વહેંચણીની જરૂર પડી શકે છે.

ધ્યાનમાં લેવાના પ્રશ્નો

• ઓર્ગેનોઇડ ઇન્ટેલિજન્સ વિકસાવવામાં અન્ય સંભવિત પડકારો શું હોઈ શકે?
• સંશોધકો કેવી રીતે સુનિશ્ચિત કરી શકે છે કે આ બાયો-મશીન વર્ણસંકર વિકસિત અને જવાબદારીપૂર્વક ઉપયોગમાં લેવાય છે?