Ihmisen aivosoluilla toimiva tietokone?

Johns Hopkins yliopiston tutkijat lupailevat "organoidiälyä", joka voisi joku päivä tuottaa tietokoneita, jotka ovat nopeampia, tehokkaampia ja vähemmän tehoa kuluttavia kuin piipohjainen tietojenkäsittely ja tekoäly

Ryhmä hahmottelee suunnitelmansa "organoidiälystä" Frontiers in Science -lehdessä ja heidän mukaansa ihmisen aivosoluilla toimiva "biotietokone" voitaisiin kehittää elämämme aikana.

"Tietokone ja tekoäly ovat ohjanneet teknologian vallankumousta, mutta ne ovat saavuttamassa rajansa", sanoo työtä johtava professori Thomas Hartung. "Biolaskenta on valtava ponnistus laskentatehon tiivistämiseksi ja sen tehokkuuden lisäämiseksi nykyisten teknisten rajojemme ylittämiseksi."

Lähes kahden vuosikymmenen ajan tieteilijät ovat käyttäneet pieniä organoideja, laboratoriossa kasvatettuja kudoksia, jotka muistuttavat täysikasvuisia elimiä, tutkiessaan munuaisia, keuhkoja ja muihin elimiin liittyen ilman ihmis- tai eläinkokeita.

Viime aikoina Hartung ja kollegat Johns Hopkinsista ovat työskennelleet aivojen organoidien parissa. Niissä on neuroneja ja muita ominaisuuksia, jotka lupaavat ylläpitää perustoimintoja, kuten oppimista ja muistamista.

"Tämä avaa tutkimusta siitä, kuinka ihmisen aivot toimivat", Hartung toteaa. "Koska voit alkaa manipuloida järjestelmää, voit tehdä asioita, joita et voi tehdä eettisesti ihmisaivoilla."

Hartung alkoi kasvattaa ja koota aivosoluja toiminnallisiksi organoideiksi vuonna 2012 käyttämällä ihmisen ihonäytteistä otettuja soluja, jotka oli ohjelmoitu uudelleen alkion kantasolumaiseen tilaan. Jokainen organoidi sisältää noin 50 000 solua, jotka ovat noin hedelmäkärpäsen hermoston kokoisia. Hän suunnittelee nyt futuristisen tietokoneen rakentamista tällaisilla aivo-organoideilla.

"Aivot ovat edelleen vertaansa vailla verrattuna nykyaikaisiin tietokoneisiin", Hartung sanoo. "Vasta viime vuoden kesäkuussa 600 miljoonaa dollaria maksanut uusin supertietokone ylitti ensimmäistä kertaa yksittäisten ihmisaivojen laskentakapasiteetin – mutta kulutti miljoona kertaa enemmän energiaa."

Saattaa kestää vuosikymmeniä, ennen kuin organoidiäly pystyy toimittamaan järjestelmänä yhtä älykkäästi kuin hiiri, Hartung sanoi. Mutta skaalaamalla aivo-organoidien tuotantoa ja kouluttamalla niitä tekoälyllä, hän näkee tulevaisuuden, jossa biotietokoneet tukevat ylivoimaista laskentanopeutta, prosessointitehoa, datatehokkuutta ja tallennusominaisuuksia.

Organoidinen älykkyys voisi myös mullistaa hermoston kehityshäiriöiden ja hermoston rappeutumisen lääketestaustutkimuksen, toteaa Lena Smirnova, Johns Hopkinsin ympäristöterveyden ja -tekniikan apulaisprofessori.

Organoidiälyn kanssa työskentelyn eettisten vaikutusten arvioimiseksi ryhmään on otettu mukaan monipuolinen konsortio tutkijoita, bioeetikoita ja yleisöä.

Aiheesta aiemmin: