Забудьте про кремній: вчені будують наступне покоління комп'ютерів із живих клітин мозку
Вирощені в лабораторії згустки людських нейронів грають у відеоігри, керують роботами в лабіринтах і намічають майбутнє, де «штучний» інтелект виготовлено з плоті, а не з мікросхем.
Ключові моменти
- Мозкові органоїди — крихітні вирощені в лабораторії скупчення людських нейронів розміром приблизно з насіння чіа — містять до 5 мільйонів клітин і генерують електричну активність, подібну до мозкових хвиль недоношеної дитини.
- Стартап у Мельбурні використовував органоїди для гри в Pong і Doom; дослідники Каліфорнійського університету в Сан-Дієго використовують їх для керування роботами в лабіринтах.
- Дослідники Університету Джонса Гопкінса розробляють біокомп'ютерні системи — фізичні пристрої, які поєднують живу органоїдну тканину з електронним обладнанням.
- Органоїди, вирощені з клітин донорів з аутизмом, допомагають вченим вивчати, як нейронний розвиток відрізняється в дітей з аутизмом, дослідження, яке може врешті-решт змінити розуміння та лікування цього стану.
- Жодне федеральне законодавство про захист тварин наразі не поширюється на мозкові органоїди, але біоетики попереджають, що правила потребуватимуть оновлення, якщо органоїди продовжуватимуть зростати в складності.
Ваша шкіра може виростити мозок. Не повний, звичайно, але функціональне скупчення кількох мільйонів нейронів, які генерують електричні сигнали та виробляють мозкові хвилі. Вчені називають ці скупчення органоїдами людського мозку — мініатюрні моделі органів, вирощені в лабораторії, — і вони роблять це протягом років.
Тепер вони застосовують їх на практику.
Що насправді роблять мозкові органоїди?
Органоїди використовуються для гри у відеоігри, керування роботами та формування ядер ранніх біокомп'ютерів — комп'ютерів, які використовують біологічну тканину замість виключно електронних компонентів. Мельбурнський стартап використовував органоїди для гри в Pong і Doom. У Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго (UCSD) вони керують павукоподібними роботами в лабіринтах.
Еволюційний біолог Алісон Муотрі керує програмою органоїдів у Інституті стовбурових клітин Sanford при UCSD. Його лабораторія вирощує органоїди десятками тисяч, утримуючи їх при температурі тіла протягом місяців. Кожний розміром приблизно з мозком бджоли, приблизно 2,5 мільйона живих нейронів всередині кульки сопливого кольору, яку можна загубити в чашці Петрі.
Органоїди Муотрі реагують на електричні імпульси, запам'ятовують їх і починають їх передбачати. «Яким би середовищем ви їх не оточили, перше, що вони роблять — це намагаються з'єднатися», — розповів він виданню Wired AI, яке першим детально висвітлило це дослідження.
Створення органоїду не потребує хірургічного втручання. Невеликого зразка шкіри (або крові, волосся чи зубів) достатньо. Лаборанти вводять спеціальні білки в дорослі клітини, які повертають їх у ембріональний стан tabula rasa. Звідти ці так звані індуковані плюрипотентні стовбурові клітини — клітини, які були хімічно перезавантажені, щоб вони могли перетворитися майже на будь-яку тканину — можна спонукати стати нейронами.
Особистою мотивацією Муотрі є аутизм. Його 18-річний син має аутизм і потребує цілодобового догляду. Вирощуючи органоїди з клітин донорів з аутизмом, включаючи свого сина, Муотрі надіється точно бачити, де нейронний розвиток відхиляється від типових закономірностей. Більш ранні дослідження значною мірою покладалися на мишей, що ускладнювало порівняння з розвитком людського мозку.
Чи повинна когось турбувати етика?
Наразі органоїди перебувають у правовій сірій зоні. Вони не люди й не тварини, тому на них не поширюються федеральні правила захисту тварин. Соціолог Джон Еванс, співдиректор Інституту практичної етики UCSD, ставить це прямо: наразі не потрібне ніякого дозволу для проведення на них експериментів.
Проте біоетики уважно спостерігають. Якщо органоїди продовжуватимуть зростати в складності, правила потребуватимуть переосмислення. Складніше питання — чи могли б будь-коли органоїди мати свідомість. Більшість філософів розуму стверджують, що свідомість вимагає тіла та життєвого досвіду, якого не має жодна кулька в скляній пробірці. Проте питання вже більше не є суто теоретичним.
| Дослідницька група | Що роблять органоїди | Масштаб |
|---|---|---|
| UCSD (лабораторія Муотрі) | Керування роботами, дослідження аутизму, дослідження космічного випромінювання | Десятки тисяч вирощені одночасно |
| Мельбурнський стартап | Гра в Pong і Doom | Лабораторний прототип |
| Університет Джонса Гопкінса | Прототипи біокомп'ютерних чипів | Ранній етап обладнання |
| Різні лабораторії | Тестування ліків, моделювання хвороб | Широке поширення, звичайна практика |
Що це означає для звичайних людей?
Для більшості людей це дослідження ще кілька років від того, щоб вплинути на повсякденне життя. Його найближчий вплив — медичний: швидше та точніше тестування нових ліків та глибше розуміння станів на зразок аутизму. Аспект комп'ютерів набагато далі в майбутньому.
Те, що це справді оскаржує — це ідея, що інтелект, штучний чи інший, має бути побудований з кремнію. Це варто мати на увазі, коли заголовки зосереджуються на останньому чатботі.
Чесна висновок: найцікавіша історія про AI прямо зараз може взагалі не включати комп'ютер.
