Uusi 3D-rakenne valjastaa eläviä aivosoluja laskentaan28.04.2026
Aiemmat yritykset käyttää aivosoluja laskennassa ovat perustuneet petrimaljassa kasvatettuihin 2D-viljelmiin tai 3D-klustereihin, joita tutkitaan ja seurataan ulkopuolelta. Princetonin ratkaisu käyttää erilaista lähestymistapaa, joka toimii sisältä ulospäin. Käyttämällä uudenlaisia valmistustekniikoita tiimi loi mikroskooppisista metallilangoista ja elektrodeista tehdyn 3D-verkon, jota tuki ohut epoksipinnoite. Koska pinnoite on niin ohut, sillä on juuri sopivasti joustavuutta ollakseen vuorovaikutuksessa sen ympärillä kasvavien pehmeiden neuronien kanssa. Tiimi käytti verkkoa tukirakenteena viljelläkseen kymmeniätuhansia neuroneja valtavaksi 3D-verkoksi, jota voidaan käyttää laskennassa. Tutkijoiden mukaan uusi integroitu lähestymistapa mahdollisti neurosolujen sähköisen aktiivisuuden tallentamisen ja stimuloinnin paljon hienommalla mittakaavalla kuin aiemmat lähestymistavat. He seurasivat järjestelmän kehitystä yli kuuden kuukauden ajan, kokeillen tapoja vahvistaa ja heikentää avainneurosolujen välisiä yhteyksiä ja lopulta kouluttivat algoritmin, joka kykeni tunnistamaan sähköpulssien kuvioita. Yhdessä testissä he käyttivät erillisien spatiaalisien kuvioiden paria. Toisessa he käyttivät erillisiä ajallisia kuvioita. Järjestelmä erotti kuviot oikein molemmissa testeissä. Tutkijat sanoivat toivovansa skaalaavansa järjestelmän pisteeseen, jossa se pystyy suorittamaan yhä monimutkaisempia tehtäviä. Vaikka se kehitettiin alun perin tutkimaan neurotieteen perusongelmia, tiimi huomasi, että se voisi valaista modernin tekoälyteknologian keskeistä pullonkaulaa: energiankulutusta. ”Tekoälyn todellinen pullonkaula lähitulevaisuudessa on energia”, sanoi tutkimusta johtanut Tian-Ming Fu. ”Aivomme kuluttavat vain pienen murto-osan – noin miljoonasosan – siitä energiasta, jota nykyiset tekoälyjärjestelmät kuluttavat vastaavien tehtävien suorittamiseen.” Artikkelin ensimmäinen kirjoittaja Kumar Mritunjay sanoi, että tällaiset järjestelmät, joita kutsutaan 3D-biologisiksi neuroverkoiksi, "eivät ainoastaan auta paljastamaan aivojen laskennan salaisuuksia, vaan ne voivat myös auttaa ymmärtämään ja mahdollisesti hoitamaan neurologisia sairauksia". Aiheesta aiemmin: Printtineuronit kommunikoivat elävien aivosolujen kanssa |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Princetonin tutkijat ovat yhdistäneet aivosoluja ja elektroniikkaa yhdeksi 3D-rakenteesi, joka voidaan ohjelmoida tunnistamaan kuvioita laskennallisten tekniikoiden avulla.