Naučnici uzgajaju mini ljudske mozgove za napajanje računara?

Možda zvuči kao naučna fantastika, ali mali broj istraživača zaista napreduje u pokušajima da napravi računare od živih ćelija. Dobrodošli u neobičan svet biokomputinga.

Biokomputeri zasnovani na živim ćelijama mogli bi jednog dana zameniti klasične servere

Među vodećima u ovoj oblasti nalazi se tim švajcarskih naučnika iz laboratorije FinalSpark, koju vodi dr Fred Džordan. Njihova vizija je da jednog dana data-centri budu ispunjeni „živim“ serverima koji oponašaju način na koji veštačka inteligencija (AI) uči — i pri tome troše samo delić energije koju zahtevaju današnje tehnologije.

„Mokra oprema“ umesto hardvera i softvera

Dok smo navikli da računare delimo na hardver i softver, biokomputeri unose i treći pojam — „wetware“ (mokra oprema). U praksi, to znači stvaranje neurona koji se razvijaju u male klastere nazvane organoidi, koji se zatim povezuju na elektrode i koriste kao sićušni biološki procesori. Dr Džordan priznaje da je mnogima ideja pomalo uznemirujuća. „U naučnoj fantastici ljudi već dugo zamišljaju ovakve stvari. Ali kad kažete: ‘Koristiću neuron kao malu mašinu’, to menja naš pogled na sopstveni mozak i tera nas da se zapitamo šta smo zapravo.“ FinalSpark koristi matične ćelije dobijene iz ljudske kože, kupljene od japanske klinike. Donatori su anonimni, ali interesovanje nije malo: „Mnogi nam se sami javljaju, ali biramo samo zvanične dobavljače, jer je kvalitet ćelija presudan,“ kaže Džordan.

U laboratoriji, biolog dr Flora Broci pokazuje posudicu sa nekoliko belih kuglica — svaka od njih je mini-mozak uzgojen iz matičnih ćelija. Organoidi su daleko od složenosti pravog ljudskog mozga, ali sadrže iste osnovne građevinske elemente: neurone i prateće ćelije.

Mini mozgovi koji „reaguju“ na komande

Posle višemesečnog razvoja, organoidi se spajaju s elektrodama i podstiču električnim signalima — što omogućava jednostavnu komunikaciju između biološkog i digitalnog sistema. Eksperiment izgleda jednostavno: pritisne se taster na tastaturi koji šalje električni impuls. Ako sve radi, na ekranu se pojavi kratki skok aktivnosti, nalik grafu moždanih talasa. Kada su signali prestali da dolaze, organoid je iznenada pokazao novi, snažan izliv aktivnosti. „Još ne znamo tačno zašto se to događa,“ priznaje dr Džordan uz osmeh. „Možda sam ga iznervirao.“ Cilj ovih eksperimenata je da nauče biološke neurone da se prilagođavaju i rešavaju zadatke, slično kao što to čini veštačka inteligencija. „Kao i kod AI-ja, dajete ulaz, očekujete koristan izlaz – recimo, sliku mačke i prepoznavanje da je to mačka,“ objašnjava Džordan.

Kako „održavati u životu“ biokompjuter?

Za razliku od običnih računara, koji zahtevaju samo električno napajanje, biokompjuteri imaju znatno složeniji problem – kako ih održati živima. „Organoidi nemaju krvne sudove,“ kaže prof. Sajmon Šulc, direktor Centra za neurotehnologiju na Imperial koledžu u Londonu. „Ljudski mozak ima složenu mrežu krvnih sudova koji donose hranljive materije. Još uvek ne znamo kako da to veštački reprodukujemo, i to je najveći izazov.“

U FinalSparku su postigli napredak: njihovi mini mozgovi sada mogu da prežive do četiri meseca. Ali kraj njihovog životnog ciklusa ponekad donosi čudne pojave. „Ponekad neposredno pre nego što organoid umre vidimo nagli porast aktivnosti – sličan onome koji se ponekad primećuje kod ljudi u poslednjim trenucima života,“ kaže dr Džordan. „Zabeležili smo oko 1.000 do 2.000 takvih ‘smrti’ tokom pet godina rada.“

Iako to zvuči uznemirujuće, naučnici na to gledaju pragmatično. „Ne treba ih se plašiti – to su samo računari napravljeni od drugog materijala,“ kaže prof. Šulc.

Prve praktične primene

FinalSpark nije jedini koji istražuje biokomputing. Australijska kompanija Cortical Labs još 2022. godine uspela je da „nauči“ veštačke neurone da igraju staru video igru Pong. U SAD-u, istraživači sa Johns Hopkins univerziteta prave mini-moždane organe da bi proučavali kako procesuiraju informacije — ne zbog AI-ja, već radi razvoja lekova za bolesti poput Alchajmerove i autizma.

Vodeća istraživačica, dr Lena Smirnova, smatra da je biokomputing „uzbudljiv i pun potencijala, ali još u ranoj fazi“. Prema njenim rečima, on neće zameniti silikonske čipove, već će ih dopuniti: „Biokomputeri bi trebalo da dopune, a ne da zamene klasični AI, uz istovremeno smanjenje upotrebe životinja u eksperimentima.“

Prof. Šulc se slaže: „Neće nadmašiti silicijum u većini oblasti, ali će pronaći svoju nišu.“

Naučna fantastika postaje stvarnost

Iako se tehnologija približava praktičnoj primeni, dr Džordan priznaje da ga i dalje najviše inspirišu njeni naučnofantastični koreni.

„Oduvek sam bio zaljubljenik u naučnu fantastiku,“ kaže on. „Ranije bih čitao te knjige i mislio – šteta što moj život nije takav. A sada se osećam kao da sam deo te knjige. Kao da je pišem.“

Mini ljudski mozgovi u laboratorijama možda su tek početak ere u kojoj će žive ćelije i računarska logika postati saveznici. I dok se naučnici još uče kako da ih održe u životu, biokomputeri već sada postavljaju nova pitanja o granicama tehnologije – i o tome šta zapravo znači biti „živ“ u digitalnom svetu.

Izvor: Bbc