Máy tính sinh học được cung cấp bởi tế bào não người: Một bước tiến tới trí thông minh hữu cơ

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• Ngày 27 tháng 2023 năm XNUMX

Tóm tắt thông tin chi tiết

Các nhà nghiên cứu đang phát triển máy tính sinh học sử dụng các cơ quan não, có các khía cạnh cấu trúc và chức năng quan trọng của não. Những máy tính sinh học này có tiềm năng cách mạng hóa y học cá nhân hóa, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế trong các ngành công nghệ sinh học và tạo ra nhu cầu về lao động lành nghề. Tuy nhiên, những lo ngại về đạo đức, luật và quy định mới cũng như khả năng làm trầm trọng thêm sự chênh lệch về chăm sóc sức khỏe phải được giải quyết khi công nghệ này tiến bộ.

Máy tính sinh học được hỗ trợ bởi bối cảnh tế bào não người

Các nhà nghiên cứu từ nhiều lĩnh vực khác nhau đang hợp tác để phát triển các máy tính sinh học mang tính đột phá sử dụng nuôi cấy tế bào não ba chiều, được gọi là các cơ quan não, làm nền tảng sinh học. Kế hoạch của họ để đạt được mục tiêu này được nêu trong một bài báo năm 2023 đăng trên tạp chí khoa học Biên giới trong khoa học. Các chất hữu cơ trong não là một loại nuôi cấy tế bào được nuôi trong phòng thí nghiệm. Mặc dù chúng không phải là phiên bản thu nhỏ của bộ não nhưng chúng sở hữu các khía cạnh quan trọng về chức năng và cấu trúc của não, chẳng hạn như tế bào thần kinh và các tế bào não khác cần thiết cho khả năng nhận thức như học tập và trí nhớ. 

Theo một trong các tác giả, Giáo sư Thomas Hartung từ Đại học Johns Hopkins, trong khi các máy tính dựa trên silicon vượt trội trong các phép tính số thì bộ não lại là những người học giỏi hơn. Ông trích dẫn ví dụ về AlphaGo, AI đã đánh bại kỳ thủ cờ vây hàng đầu thế giới vào năm 2017. AlphaGo được đào tạo dựa trên dữ liệu từ 160,000 trận đấu, điều này sẽ khiến một người chơi 175 giờ mỗi ngày trong hơn XNUMX năm mới có thể trải nghiệm. 

Bộ não không chỉ học tập tốt hơn mà còn sử dụng năng lượng hiệu quả hơn. Ví dụ, năng lượng cần thiết để huấn luyện AlphaGo có thể hỗ trợ một người trưởng thành năng động trong mười năm. Theo Hartung, bộ não còn sở hữu khả năng lưu trữ thông tin đáng kinh ngạc, ước tính khoảng 2,500 terabyte. Trong khi máy tính silicon đang đạt đến giới hạn, bộ não con người chứa khoảng 100 tỷ tế bào thần kinh được kết nối thông qua hơn 10^15 điểm kết nối, một sự khác biệt sức mạnh to lớn so với công nghệ hiện có.

Tác động gián đoạn

Tiềm năng của trí tuệ hữu cơ (OI) vượt ra ngoài phạm vi tính toán vào y học. Nhờ một kỹ thuật tiên phong được phát triển bởi những người đoạt giải Nobel John Gurdon và Shinya Yamanaka, các cơ quan não có thể được tạo ra từ các mô trưởng thành. Tính năng này cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra các cơ quan não được cá nhân hóa bằng cách sử dụng mẫu da của những bệnh nhân mắc chứng rối loạn thần kinh như Alzheimer. Sau đó, họ có thể tiến hành các xét nghiệm khác nhau để kiểm tra tác động của các yếu tố di truyền, thuốc và chất độc đối với những tình trạng này.

Hartung giải thích rằng OI cũng có thể được sử dụng để nghiên cứu các khía cạnh nhận thức của các bệnh thần kinh. Ví dụ, các nhà nghiên cứu có thể so sánh sự hình thành trí nhớ trong các cơ quan có nguồn gốc từ những người khỏe mạnh và những người mắc bệnh Alzheimer, cố gắng khắc phục những thiếu sót liên quan. Ngoài ra, OI có thể được sử dụng để điều tra xem liệu một số chất nhất định, chẳng hạn như thuốc trừ sâu, có góp phần gây ra các vấn đề về trí nhớ hoặc học tập hay không.

Tuy nhiên, việc tạo ra các cơ quan não người có khả năng học hỏi, ghi nhớ và tương tác với môi trường xung quanh đặt ra những lo ngại phức tạp về mặt đạo đức. Các câu hỏi đặt ra, chẳng hạn như liệu những chất hữu cơ này có thể đạt được ý thức hay không - ngay cả ở dạng cơ bản - trải qua đau đớn hoặc đau khổ hay không và các cá nhân nên có những quyền gì đối với các chất hữu cơ não được tạo ra từ tế bào của họ. Các nhà nghiên cứu hoàn toàn nhận thức được những thách thức này. Hartung nhấn mạnh rằng một khía cạnh quan trọng trong tầm nhìn của họ là phát triển OI về mặt đạo đức và trách nhiệm xã hội. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã hợp tác với các nhà đạo đức học ngay từ đầu để thực hiện phương pháp tiếp cận "đạo đức gắn liền". 

Ý nghĩa của máy tính sinh học được cung cấp bởi tế bào não người

Ý nghĩa rộng hơn của máy tính sinh học được cung cấp bởi tế bào não người có thể bao gồm: 

• Trí thông minh dạng cơ quan dẫn đến y học cá nhân hóa cho những cá nhân đang vật lộn với bệnh tật hoặc chấn thương não, cho phép điều trị hiệu quả hơn. Sự phát triển này có thể giúp người cao tuổi sống cuộc sống độc lập hơn, giảm gánh nặng bệnh tật và cải thiện chất lượng cuộc sống.
• Các cơ hội hợp tác xuyên ngành mới với các ngành công nghệ sinh học và dược phẩm, có khả năng dẫn đến tăng trưởng kinh tế và tạo việc làm trong các lĩnh vực này.
• Những tiến bộ trong hệ thống chăm sóc sức khỏe quốc gia. Các chính phủ có thể cần đầu tư vào công nghệ này để duy trì lợi thế cạnh tranh và cải thiện kết quả y tế công cộng, điều này có thể dẫn đến các cuộc tranh luận xung quanh việc phân bổ và ưu tiên tài trợ.
• Đổi mới trong các lĩnh vực khác, chẳng hạn như trí tuệ nhân tạo, robot và tin sinh học, khi các nhà nghiên cứu tìm cách tích hợp tính toán sinh học để mở rộng hoặc tăng cường chức năng của các công nghệ hiện có. 
• Nhu cầu lao động có tay nghề cao trong lĩnh vực công nghệ sinh học và các lĩnh vực liên quan ngày càng tăng. Sự thay đổi này có thể đòi hỏi các chương trình giáo dục và đào tạo lại mới.
• Những lo ngại về đạo đức xung quanh việc sử dụng tế bào và mô của con người trong thiết bị điện tử, cũng như tiềm năng khai thác các công nghệ này cho các mục đích khác ngoài chăm sóc sức khỏe, chẳng hạn như vũ khí sinh học hoặc cải tiến mỹ phẩm.
• Cần có các luật và quy định mới để quản lý việc sử dụng, phát triển và ứng dụng công nghệ này, cân bằng giữa đổi mới với các cân nhắc về đạo đức và an toàn công cộng.
• Trí thông minh hữu cơ làm trầm trọng thêm sự chênh lệch hiện có trong khả năng tiếp cận và kết quả chăm sóc sức khỏe, vì các quốc gia và cá nhân giàu có hơn có nhiều khả năng được hưởng lợi từ công nghệ hơn. Giải quyết vấn đề này có thể yêu cầu sự hợp tác toàn cầu và chia sẻ tài nguyên để đảm bảo phân phối công bằng các lợi ích của công nghệ này.

Các câu hỏi cần xem xét

• Những thách thức tiềm tàng khác trong việc phát triển trí thông minh dạng cơ quan là gì?
• Làm thế nào các nhà nghiên cứu có thể đảm bảo rằng những cỗ máy lai sinh học này được phát triển và sử dụng một cách có trách nhiệm?