Vědci pracující s organoidy lidského mozku představili své nápady na vývoj biopočítačů založených na nervových buňkách. Taková technologie by mohla nejen výrazně rozšířit možnosti moderních počítačů, ale také otevřít nové oblasti výzkumu.
Organoidy jsou v laboratoři vypěstované drobné verze různých orgánů, které si zachovávají klíčové anatomické rysy orgánů plné velikosti. Takové trojrozměrné modely jsou neocenitelným pomocníkem ve výzkumu, kde je použití živých mozků nebo ledvin nemožné nebo neetické. Vědci získají živý orgán k testování různých konceptů. Patří sem například testování reakcí na léky nebo pozorování vývoje v nepříznivých podmínkách. Výzkum organoidů dává vědcům příležitost hlouběji porozumět orgánům a porozumět příčinám mnoha nemocí.
Thomas Hartung z Johns Hopkins University v Baltimoru a jeho tým léta pracují s organoidy lidského mozku. Jsou to minimozky velké asi jako hořčičné semínko, ale s neurony a dalšími funkcemi, které slibují udržení základních funkcí, jako je učení a paměť.
Hartung začal pěstovat organoidy v roce 2012 a vytvářel je z buněk ze vzorků lidské kůže přeprogramovaných do stavu podobného embryonálním kmenovým buňkám. Každý takový organoid obsahuje asi 50 tis. různé typy buněk. Nyní Hartung a kolegové z University of San Diego a University of Luxembourg přišli s myšlenkou vytvořit biopočítač, který by fungoval na organoidech lidského mozku.
Biopočítač založený na mozkových organoidech
Přes veškerý technologický pokrok je největším konkurentem procesorů stále biologický mozek. Zatímco počítače na bázi křemíku jsou nepochybně velmi rychlé a mnohem lepší v číslech, lidský mozek je stále lepší v učení. Například umělá inteligence s názvem AlphaGo, která v roce 2017 porazila nejlepšího lidského hráče Go, trénovala své dovednosti na základě dat až od 160 tisíc. hry. Pokud by se muž měl učit stejným způsobem a analyzovat všechna tato data, za předpokladu, že nad tím stráví 5 hodin denně, potřeboval by na hraní tolika her „jen“ 175 let.
Proč bychom tedy nevyužili potenciál našeho mozku? Vědci v nedávno publikovaném článku navrhli možnost kultivace minimozků v laboratoři, které by pak byly propojeny, čímž by vznikl extrémně výkonný biopočítač.
Potenciální omezení
Dosud byly organoidy využívány pro lékařské účely, jako je výzkum mikrocefalie a nemocí, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba. Na druhou stranu je „naučili“ hrát klasický počítačový Pong (více v textu: Vědci naučili hrát Pong lidské a myší mozkové buňky ). Existuje dokonce termín, který odlišuje tento typ inteligence od lidské a umělé inteligence: organoidní inteligence. V kontextu jejich potenciálního využití je důležitá skutečnost, že mají podobný typ buněk, které umožňují lidskému mozku sbírat a pamatovat si informace.
Je třeba zdůraznit, že se stále více a více přibližujeme k bodu, kdy již nemůžeme vylepšovat své počítače. „Nacpat“ ještě více tranzistorů do jednoho čipu prostě nebude možné. A zde se mohou na scéně objevit organoidy. Odhaduje se, že lidský mozek je schopen si zapamatovat 2500 TB informací. Neuronová spojení jsou navíc zcela jiného charakteru než ta, která pozorujeme v počítačích.
Věda zde však může narazit na potenciálně nepřekonatelnou bariéru: na tu etickou. Počet neuronů v organoidech, které byly vytvořeny pro výzkumné účely, byl poměrně omezený. Pokud by měly být použity k vytvoření biopočítače, bylo by nutné zvýšit jejich počet dokonce na 10 milionů.