Шведские ученые создали первый в мире "живой компьютер", который сделан из ткани человеческого мозга. Он состоит из 16 органоидов, или скоплений клеток мозга, выращенных в лаборатории, которые передают информацию друг другу, сообщает inbusiness.kz со ссылкой на Daily Mail.
Органоиды работают во многом как традиционный компьютерный чип - отправляют и получают сигналы через свои нейроны, которые действуют как электрические цепи. Но их особенность в том, что живая машина потребляет меньше энергии, поскольку живые нейроны могут потреблять в миллион раз меньше энергии, чем современные цифровые процессоры.
Ученые обнаружили: в сравнении с лучшими компьютерами в мире, при той же скорости и в 1000 раз большем объеме памяти, человеческий мозг потребляет от 10 до 20 Ватт - по сравнению с компьютером, потребляющим 21 мегаватт.
Живая машина была разработана учеными из FinalSparks, которая специализируется на создании решений с использованием биологических нейронных сетей. Доктор Фред Джордан, со-генеральный директор стартапа FinalSpark, сказал DailyMail.com:
"Эта идея часто встречается в научной фантастике, но реальных исследований по ней не проводилось".
Органоиды - это крошечные самоорганизующиеся трехмерные культуры тканей, полученные из стволовых клеток. Такие культуры могут быть созданы для воспроизведения большей части сложности органа или для выражения отдельных его аспектов, например, для получения только определенных типов клеток. Ученые берут стволовые клетки и культивируют их около месяца, пока они не сформируют элементы, похожие на нейроны. Мини-мозг был создан из примерно 10 000 живых нейронов диаметром около 0,5 мм.
Органоиды тренируются с помощью дофамина - когда они правильно выполняют задания, то в качестве награды получают поток химического вещества. Ученые вводят дофамин, воздействуя светом на определенную область органоида мозга - аналогично тому, как он высвобождается в человеческом мозге при активации определенной области. Мини-мозг окружен восемью электродами, которые измеряют активность органоидов, и исследователи могут посылать ток через электрод, воздействуя на нейрон. Эти электроды выполняют двойную роль: стимулируют органоиды и записывают данные, которые они обрабатывают.
Кроме того, органоиды помещены в микрожидкостный инкубатор, который действует как мини-система подачи небольшого количества жидкости, обеспечивая клетки питательными веществами, необходимыми для поддержания их жизнедеятельности.
Клетки в "живом компьютере" живут и умирают в течение 100 дней, объединяясь в трехмерную органоидную структуру. Но они похожи на те, что находятся в реальном человеческом мозге, и обладают схожей электрической активностью.
"Нейроны в вашем мозге будут жить около 80 лет - когда вы умрете, они будут такими же, как и при рождении. Мы не так хороши, как природа, в поддержании их жизнедеятельности, поэтому они живут по 100 дней. И ученые просто выращивают новые органоиды взамен отмерших", - поясняет разработчик.
Недавно команда ученых запустила brain computer в качестве онлайн-платформы, позволяющей исследователям со всего мира удаленно проводить эксперименты с биологическими нейронами in vitro. Уже три десятка университетов выразили заинтересованность в использовании платформы.
Мир находится в эпицентре энергетического кризиса из-за нехватки топлива, сбоев в цепочках поставок, геополитической напряженности и перехода на возобновляемые источники энергии. Не говоря уже о развитии искусственного интеллекта, который, по прогнозам, будет потреблять 29,3 тераватт-часа в год. По мнению ученых, "живые компьютеры" могут стать решением этой проблемы.
Другим потенциальным прорывом является новое понимание самого человеческого мозга, которое может привести к созданию лекарств от болезней.
Изображение Kohji Asakawa с сайта Pixabay
Читайте по теме:
Парализованный американец с чипом Илона Маска в мозгу сыграл в шахматы силой мысли
