मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित बायोकंप्यूटर: ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस की ओर एक कदम

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  क्वांटमरन दूरदर्शिता
• सितम्बर 27, 2023

अंतर्दृष्टि सारांश

शोधकर्ता मस्तिष्क ऑर्गेनोइड का उपयोग करके बायोकंप्यूटर विकसित कर रहे हैं, जिसमें महत्वपूर्ण मस्तिष्क कार्य और संरचना पहलू होते हैं। इन बायोकंप्यूटरों में व्यक्तिगत चिकित्सा में क्रांति लाने, बायोटेक उद्योगों में आर्थिक विकास को बढ़ावा देने और कुशल श्रम की मांग पैदा करने की क्षमता है। हालाँकि, इस प्रौद्योगिकी के विकास के साथ-साथ नैतिक चिंताओं, नए कानूनों और विनियमों और स्वास्थ्य देखभाल असमानताओं की संभावित गिरावट को संबोधित किया जाना चाहिए।

मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित बायोकंप्यूटर संदर्भ

विभिन्न क्षेत्रों के शोधकर्ता अभूतपूर्व बायोकंप्यूटर विकसित करने के लिए सहयोग कर रहे हैं जो जैविक आधार के रूप में त्रि-आयामी मस्तिष्क कोशिका संस्कृतियों, जिन्हें मस्तिष्क ऑर्गेनोइड के रूप में जाना जाता है, का उपयोग करते हैं। इस लक्ष्य को प्राप्त करने की उनकी योजना वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित 2023 लेख में उल्लिखित है विज्ञान में सीमांत. ब्रेन ऑर्गेनॉइड एक प्रयोगशाला में विकसित कोशिका संस्कृति है। हालाँकि वे मस्तिष्क के लघु संस्करण नहीं हैं, लेकिन उनमें मस्तिष्क के कार्य और संरचना के महत्वपूर्ण पहलू होते हैं, जैसे कि सीखने और स्मृति जैसी संज्ञानात्मक क्षमताओं के लिए आवश्यक न्यूरॉन्स और अन्य मस्तिष्क कोशिकाएं। 

लेखकों में से एक, जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के प्रोफेसर थॉमस हार्टुंग के अनुसार, जबकि सिलिकॉन-आधारित कंप्यूटर संख्यात्मक गणना में उत्कृष्ट हैं, मस्तिष्क बेहतर सीखने वाले हैं। उन्होंने अल्फ़ागो का उदाहरण दिया, वह एआई जिसने 2017 में दुनिया के शीर्ष गो खिलाड़ी को हराया था। अल्फ़ागो को 160,000 गेम के डेटा पर प्रशिक्षित किया गया था, जिसे अनुभव करने के लिए 175 वर्षों में प्रतिदिन पांच घंटे खेलने वाले व्यक्ति को लेना होगा। 

मस्तिष्क न केवल बेहतर सीखने वाला होता है, बल्कि अधिक ऊर्जा-कुशल भी होता है। उदाहरण के लिए, अल्फ़ागो को प्रशिक्षित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा एक सक्रिय वयस्क को दस वर्षों तक सहारा दे सकती है। हार्टुंग के अनुसार, मस्तिष्क में 2,500 टेराबाइट्स की अनुमानित जानकारी संग्रहीत करने की अविश्वसनीय क्षमता भी होती है। जबकि सिलिकॉन कंप्यूटर अपनी सीमा तक पहुंच रहे हैं, मानव मस्तिष्क में लगभग 100 बिलियन न्यूरॉन्स 10^15 से अधिक कनेक्शन बिंदुओं के माध्यम से जुड़े हुए हैं, जो मौजूदा तकनीक की तुलना में एक जबरदस्त शक्ति अंतर है।

विघटनकारी प्रभाव

ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस (ओआई) की क्षमता कंप्यूटिंग से परे चिकित्सा तक फैली हुई है। नोबेल पुरस्कार विजेता जॉन गुर्डन और शिन्या यामानाका द्वारा विकसित एक अग्रणी तकनीक के कारण, वयस्क ऊतकों से मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड उत्पन्न किया जा सकता है। यह सुविधा शोधकर्ताओं को अल्जाइमर जैसे तंत्रिका संबंधी विकारों वाले रोगियों की त्वचा के नमूनों का उपयोग करके व्यक्तिगत मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड बनाने की अनुमति देती है। फिर वे इन स्थितियों पर आनुवंशिक कारकों, दवाओं और विषाक्त पदार्थों के प्रभावों की जांच करने के लिए विभिन्न परीक्षण कर सकते हैं।

हार्टुंग ने बताया कि ओआई का उपयोग न्यूरोलॉजिकल रोगों के संज्ञानात्मक पहलुओं का अध्ययन करने के लिए भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ता स्वस्थ व्यक्तियों और अल्जाइमर से पीड़ित लोगों से प्राप्त ऑर्गेनोइड में स्मृति गठन की तुलना कर सकते हैं, जिससे संबंधित कमियों को दूर करने का प्रयास किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, OI का उपयोग यह जांच करने के लिए किया जा सकता है कि क्या कुछ पदार्थ, जैसे कि कीटनाशक, स्मृति या सीखने के मुद्दों में योगदान करते हैं।

हालाँकि, मानव मस्तिष्क को सीखने, याद रखने और अपने परिवेश के साथ बातचीत करने की क्षमता के साथ ऑर्गेनॉइड बनाना जटिल नैतिक चिंताओं का परिचय देता है। प्रश्न उठते हैं, जैसे कि क्या ये ऑर्गेनॉइड चेतना प्राप्त कर सकते हैं - यहां तक ​​​​कि मूल रूप में भी - दर्द या पीड़ा का अनुभव कर सकते हैं और व्यक्तियों को उनकी कोशिकाओं से निर्मित मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड के संबंध में क्या अधिकार होने चाहिए। शोधकर्ता इन चुनौतियों के प्रति पूरी तरह सचेत हैं। हार्टुंग ने इस बात पर जोर दिया कि उनकी दृष्टि का एक महत्वपूर्ण पहलू ओआई को नैतिक रूप से और सामाजिक जिम्मेदारी के साथ विकसित करना है। इसे संबोधित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने शुरुआत से ही "एम्बेडेड एथिक्स" दृष्टिकोण को लागू करने के लिए नैतिकतावादियों के साथ सहयोग किया है। 

मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित बायोकंप्यूटर के निहितार्थ

मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित बायोकंप्यूटर के व्यापक निहितार्थों में शामिल हो सकते हैं: 

• ऑर्गनॉइड इंटेलिजेंस मस्तिष्क की चोटों या बीमारियों से जूझ रहे व्यक्तियों के लिए वैयक्तिकृत चिकित्सा की ओर ले जाता है, जिससे अधिक प्रभावी उपचार की अनुमति मिलती है। इस विकास के परिणामस्वरूप वरिष्ठ नागरिक बीमारी का बोझ कम होने और जीवन की गुणवत्ता में सुधार के साथ अधिक स्वतंत्र जीवन जी सकेंगे।
• बायोटेक और फार्मास्युटिकल उद्योगों के साथ नए क्रॉस-इंडस्ट्री सहयोग के अवसर, संभावित रूप से इन क्षेत्रों में आर्थिक विकास और रोजगार सृजन को बढ़ावा देंगे।
• राष्ट्रीय स्वास्थ्य देखभाल प्रणालियों में प्रगति। प्रतिस्पर्धी बढ़त बनाए रखने और सार्वजनिक स्वास्थ्य परिणामों में सुधार के लिए सरकारों को इस तकनीक में निवेश करने की आवश्यकता हो सकती है, जिससे धन आवंटन और प्राथमिकता के आसपास बहस हो सकती है।
• कृत्रिम बुद्धिमत्ता, रोबोटिक्स और जैव सूचना विज्ञान जैसे अन्य क्षेत्रों में नवाचार, क्योंकि शोधकर्ता मौजूदा प्रौद्योगिकियों की कार्यक्षमता को बढ़ाने या बढ़ाने के लिए जैव संगणना को एकीकृत करना चाहते हैं। 
• जैव प्रौद्योगिकी और संबंधित क्षेत्रों में कुशल श्रमिकों की मांग में वृद्धि। इस बदलाव के लिए नई शिक्षा और पुनर्प्रशिक्षण कार्यक्रमों की आवश्यकता हो सकती है।
• इलेक्ट्रॉनिक्स के अंदर मानव कोशिकाओं और ऊतकों के उपयोग के बारे में नैतिक चिंताएं, साथ ही स्वास्थ्य देखभाल के अलावा अन्य उद्देश्यों के लिए इन प्रौद्योगिकियों के शोषण की संभावना, जैसे कि जैव हथियार या कॉस्मेटिक संवर्द्धन।
• नैतिक विचारों और सार्वजनिक सुरक्षा के साथ नवाचार को संतुलित करते हुए, इस प्रौद्योगिकी के उपयोग, विकास और अनुप्रयोग को नियंत्रित करने के लिए नए कानूनों और विनियमों की आवश्यकता है।
• ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस स्वास्थ्य देखभाल पहुंच और परिणामों में मौजूदा असमानताओं को और खराब कर रहा है, क्योंकि अमीर देशों और व्यक्तियों को प्रौद्योगिकी से लाभ होने की अधिक संभावना है। इस समस्या के समाधान के लिए इस प्रौद्योगिकी के लाभों का समान वितरण सुनिश्चित करने के लिए वैश्विक सहयोग और संसाधन साझा करने की आवश्यकता हो सकती है।

विचार करने के लिए प्रश्न

• ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस विकसित करने में अन्य संभावित चुनौतियाँ क्या हो सकती हैं?
• शोधकर्ता यह कैसे सुनिश्चित कर सकते हैं कि इन जैव-मशीन संकरों का विकास और उपयोग जिम्मेदारी से किया जाए?