آیا کامپیوترهای آینده روی مغز انسان کار می‌کنند ؟

تصویر بزرگ‌نمایی شده از یک ارگانوئید مغز تولید شده در آزمایشگاه توماس هارتانگ، رنگ‌شده برای نشان دادن نورون‌ها در سرخابی، هسته‌های سلولی به رنگ آبی و سایر سلول‌های پشتیبان به رنگ قرمز و سبز. اعتبار: جسی پلاتکین/دانشگاه جان هاپکینز به گفته محققان دانشگاه جانز هاپکینز که انتظار دارند چنین فناوری به طور تصاعدی قابلیت‌های محاسبات مدرن را گسترش دهد و زمینه‌های مطالعاتی جدیدی ایجاد کند، می‌توان یک «بیوکامپیوتر» با انرژی سلول‌های مغز انسان را در طول زندگی ما توسعه داد . این گروه طرح خود را برای "هوش ارگانوئید" امروز در مجله Frontiers in Science تشریح می کند .توماس هارتانگ، استاد علوم بهداشت محیطی در دانشکده بهداشت عمومی جانز هاپکینز بلومبرگ و دانشکده مهندسی وایتینگ که این کار را رهبری می‌کند، می‌گوید: «محاسبات و هوش مصنوعی، انقلاب فناوری را هدایت کرده‌اند، اما در حال رسیدن به حداکثر توان محدوده خود هستند. محاسبات زیستی، تلاش عظیمی برای فشرده سازی توان محاسباتی و افزایش کارایی آن برای عبور از محدودیت های تکنولوژیکی فعلی ما است.نزدیک به دو دهه است که دانشمندان از ارگانوئیدهای کوچک، (بافت رشد یافته آزمایشگاهی) شبیه اندام های کاملاً رشد یافته را برای آزمایش بر روی کلیه ها، ریه ها و سایر اندام های موجودات زنده، بدون توسل به آزمایش بر روی انسان یا حیوان استفاده کرده اند . اخیراً هارتانگ و همکارانش در جانز هاپکینز روی ارگانوئیدهای مغزی تحقیق کرده اند، گوی هایی از یک ساختار مغزی موجودات زنده که به اندازه یک نقطه قلم هستند و با نورون ها و سایر ویژگی های مغزی در تعامل هستند . به نظر می‌رسد در این موضوع با موفقیت توانسته اند به محاسبات و ایجاد حافظه برای به خاطر سپردن محاسبات در این بافت های مغزی دست پیدا کنند . هارتانگ گفت: «این موضوع تحقیقاتی را در مورد نحوه عملکرد مغز انسان باز می کند. "چون شما می توانید شروع به دستکاری سیستم کنید، کارهایی را انجام دهید که از نظر اخلاقی نمی توانید با مغز انسان انجام دهید ."هارتانگ در سال ۲۰۱۲ با استفاده از سلول‌های نمونه‌های پوست انسان که به حالت سلول‌های بنیادی جنینی برنامه‌ریزی شده بودند، شروع به رشد و جمع‌آوری سلول‌های مغزی به ارگانوئیدهای عملکردی کرد. هر ارگانوئید حاوی حدود پنجاه هزار سلول است که به اندازه سیستم عصبی یک مگس است. او اکنون در نظر دارد یک کامپیوتر آینده نگر با چنین ارگانوئیدهای مغزی بسازد.هارتانگ گفت، رایانه‌هایی که بر روی این «سخت‌افزار بیولوژیکی» کار می‌کنند، می‌توانند در دهه آینده شروع به کاهش تقاضاهای مصرف انرژی در ابر رایانه‌ها کنند که باعث می‌شود آنها به طور فزاینده‌ای ناپایدار شوند. اگرچه رایانه‌ها محاسبات مربوط به اعداد و داده‌ها را سریع‌تر از انسان‌ها پردازش می‌کنند، اما مغز موجودات زنده در تصمیم‌گیری‌های منطقی پیچیده‌تر، مانند تشخیص سگ از گربه، بسیار باهوش‌تر هستند.هارتانگ گفت: «مقایسه کارایی مغز موجودات زنده هنوز با کامپیوترهای مدرن هنوز هم برتری آشکاری دارد. "مثل فرانتیر، آخرین ابررایانه در کنتاکی، با هزینه ساخت بیش از ۶۰۰ میلیون دلار، و کمی بیشتر از ۶۳۱ متر مربع حجم است که تنها در بهمن ماه سال گذشته، توانست برای اولین بار از ظرفیت محاسباتی مغز یک انسان برای چند ثانیه فراتر رود، که باعث شد تقریبا یک میلیون برابر بیشتر از انرژی که انسان مصرف می‌کند، انرژی بیشتری مصرف کند .هارتانگ گفت ممکن است چندین دهه طول بکشد تا هوش ارگانوئیدی بتواند سیستمی فقط به هوشمندی یک کیبورد را نیرو دهد. اما با افزایش تولید ارگانوئیدهای مغزی و آموزش آنها با هوش مصنوعی ، او آینده‌ای را پیش‌بینی می‌کند که در آن کامپیوترهای زیستی، از سرعت محاسبات، قدرت پردازش، کارایی داده و قابلیت‌های ذخیره‌سازی برتر پشتیبانی کند.هارتانگ گفت: «دهه‌ها طول می‌کشد تا بتوانیم به هدفی که با هر نوع رایانه‌ای قابل مقایسه است برسیم». اما اگر ما برنامه های بودجه ای برای این کار ایجاد نکنیم، کار بسیار دشوارتر خواهد بود.»لنا اسمیرنوا، استادیار بهداشت محیط و مهندسی جانز هاپکینز که این تحقیقات را رهبری می کند، گفت: هوش ارگانوئیدی همچنین می تواند تحقیقات آزمایش دارو برای اختلالات رشد عصبی و تخریب عصبی را متحول کند.اسمیرنوا گفت: «ما می‌خواهیم ارگانوئیدهای مغزی اهداکنندگان معمولی توسعه یافته را با ارگانوئیدهای مغزی اهداکنندگان مبتلا به اوتیسم مقایسه کنیم. "ابزارهایی که ما برای محاسبات بیولوژیکی توسعه می دهیم همان ابزارهایی هستند که به ما امکان می دهند تا تغییرات را در شبکه های عصبی ویژه اوتیسم، بدون نیاز به استفاده و قربانی کردن حیوانات یا دسترسی به بیماران درک کنیم، بنابراین می توانیم مکانیسم های اساسی مربوط به آسیب های این بیماری و چرایی ایجاد آن را در بیماران درک کنیم. ».برای ارزیابی پیامدهای اخلاقی کار با هوش ارگانوئید ، کنسرسیوم متنوعی از دانشمندان، متخصصان اخلاق زیستی و اعضای عمومی در این گروه به عضویت در آمده اند