Биокомпјутери напојувани од човечки мозочни клетки: чекор кон органоидна интелигенција

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Септември 27, 2023

Резиме на увид

Истражувачите развиваат биокомпјутери користејќи мозочни органоиди, кои поседуваат клучни аспекти на функцијата и структурата на мозокот. Овие биокомпјутери имаат потенцијал да ја револуционизираат персонализираната медицина, да поттикнат економски раст во биотехнолошките индустрии и да создадат побарувачка за квалификувана работна сила. Сепак, мора да се решат етичките грижи, новите закони и регулативи и потенцијалното влошување на разликите во здравствената заштита додека оваа технологија напредува.

Биокомпјутери напојувани од контекст на човечки мозочни клетки

Истражувачи од различни области соработуваат за да развијат револуционерни биокомпјутери кои користат тродимензионални култури на мозочни клетки, познати како мозочни органоиди, како биолошка основа. Нивниот план за постигнување на оваа цел е наведен во статија од 2023 година објавена во научното списание Граници во науката. Мозочните органоиди се лабораториски одгледувана клеточна култура. Иако тие не се минијатурни верзии на мозоци, тие поседуваат клучни аспекти на функцијата и структурата на мозокот, како што се неврони и други мозочни клетки неопходни за когнитивните способности како учење и меморија. 

Според еден од авторите, професорот Томас Хартунг од Универзитетот Џон Хопкинс, додека компјутерите базирани на силикон се одлични во нумеричките пресметки, мозоците се супериорни ученици. Тој го наведе примерот на AlphaGo, вештачката интелигенција која го победи најдобриот играч на Go во светот во 2017 година. AlphaGo беше обучен на податоци од 160,000 игри, за што ќе му требаат на лицето кое игра пет часа дневно во текот на 175 години да ги доживее. 

Не само што мозоците се подобри учат, туку се и енергетски поефикасни. На пример, енергијата потребна за тренирање на AlphaGo може да поддржува активно возрасно лице десет години. Според Хартунг, мозокот поседува и неверојатна способност да складира информации, проценета на 2,500 терабајти. Додека силиконските компјутери ги достигнуваат своите граници, човечкиот мозок содржи приближно 100 милијарди неврони поврзани преку преку 10^15 точки за поврзување, што е огромна разлика во моќноста во споредба со постоечката технологија.

Нарушувачко влијание

Потенцијалот на органоидната интелигенција (ОИ) се протега надвор од пресметувањето во медицината. Поради пионерската техника развиена од нобеловците Џон Гурдон и Шинја Јаманака, мозочните органоиди може да се генерираат од ткива на возрасни. Оваа функција им овозможува на истражувачите да создадат персонализирани мозочни органоиди користејќи примероци од кожа од пациенти со невролошки нарушувања како Алцхајмерова болест. Тие потоа можат да спроведат различни тестови за да ги испитаат ефектите на генетските фактори, лековите и токсините врз овие состојби.

Хартунг објасни дека ОИ може да се користи и за проучување на когнитивните аспекти на невролошките болести. На пример, истражувачите би можеле да го споредат формирањето на меморија кај органоидите добиени од здрави индивидуи и оние со Алцхајмерова болест, обидувајќи се да ги поправат поврзаните дефицити. Дополнително, ОИ може да се користи за да се испита дали одредени супстанции, како што се пестицидите, придонесуваат за проблеми со меморијата или учењето.

Сепак, создавањето органоиди на човечкиот мозок со способност да учат, запомнат и да комуницираат со нивната околина воведува сложени етички грижи. Се поставуваат прашања, како на пример дали овие органоиди би можеле да постигнат свест - дури и во основна форма - да искусат болка или страдање и кои права треба да ги имаат поединците во однос на мозочните органоиди создадени од нивните клетки. Истражувачите се целосно свесни за овие предизвици. Хартунг нагласи дека клучен аспект од нивната визија е да се развие ОИ етички и со општествена одговорност. За да се реши ова, истражувачите соработуваа со етичарите од самиот почеток за да го имплементираат пристапот „вградена етика“. 

Импликации на биокомпјутери напојувани од човечки мозочни клетки

Пошироките импликации на биокомпјутерите напојувани од човечки мозочни клетки може да вклучуваат: 

• Органоидна интелигенција што води кон персонализирана медицина за поединци кои се борат со повреди или болести на мозокот, што овозможува поефикасни третмани. Овој развој може да резултира со постарите лица да живеат понезависни животи со намален товар од болести и подобрен квалитет на живот.
• Нови можности за меѓуиндустриска соработка со биотехнолошката и фармацевтската индустрија, што потенцијално ќе доведе до економски раст и отворање работни места во овие сектори.
• Напредокот во националните здравствени системи. Владите можеби ќе треба да инвестираат во оваа технологија за да одржат конкурентска предност и да ги подобрат резултатите од јавното здравје, што би можело да доведе до дебати околу распределбата на средствата и приоритизацијата.
• Иновации во други области, како што се вештачката интелигенција, роботиката и биоинформатиката, бидејќи истражувачите се обидуваат да ја интегрираат биопресметката за да ја прошират или да ја зголемат функционалноста на постоечките технологии. 
• Зголемена побарувачка за квалификувана работна сила во биотехнологијата и сродните области. Оваа промена може да бара нови програми за образование и преквалификација.
• Етички грижи околу употребата на човечки клетки и ткива во електрониката, како и потенцијалот за експлоатација на овие технологии за други цели освен здравствената заштита, како што се биооружјата или козметичките подобрувања.
• Потребни се нови закони и прописи за регулирање на употребата, развојот и примената на оваа технологија, балансирајќи ги иновациите со етичките размислувања и јавната безбедност.
• Органоидната интелигенција ги влошува постоечките разлики во пристапот и резултатите до здравствената заштита, бидејќи побогатите нации и поединци имаат поголема веројатност да имаат корист од технологијата. Решавањето на овој проблем може да бара глобална соработка и споделување ресурси за да се обезбеди правична распределба на придобивките од оваа технологија.

Прашања што треба да се разгледаат

• Кои би можеле да бидат другите потенцијални предизвици во развојот на органоидна интелигенција?
• Како можат истражувачите да обезбедат дека овие хибриди од био-машина се развиваат и користат одговорно?