Органоидный интеллект: революция в биокомпьютинге и медицине
До сих пор компьютеры ассоциируются с кремниевыми чипами. Но в лабораториях по всему миру уже существуют биокомпьютеры — системы, где процессор построен на живых нейронах, выращенных из человеческих стволовых клеток. Это направление называют organoid intelligence (OI). Ученые надеются, что органоидный интеллект изменит подход к вычислениям.
Что такое органоиды
Органоиды — это крошечные трехмерные структуры из клеток, напоминающие мини-версии органов. Мозговые органоиды выращивают из стволовых клеток так, чтобы они формировали сложные нейронные сети, способные реагировать на стимулы и даже «учиться» на опыте.
Современные технологии позволяют создавать органоиды с высокой плотностью клеток: они обогащены глиальными клетками и генами, критически важными для обучения. Когда такой органоид подключают к специальным электродам и связывают с ИИ-алгоритмами, получают биогибридную систему. Электрические импульсы стимулируют нейроны, а алгоритмы анализируют, как «мини-мозг» отвечает, подбирают новые сигналы и усиливают полезные реакции. Это создает цикл обратной связи, с его помощью органоид адаптируется — почти как ребенок, который учится играть и реагировать на новый опыт.
Как устроены биокомпьютеры
В лабораториях используют мультиэлектродные матрицы (MEA), чтобы посылать органоиду сигналы и получать ответы. Например, в знаменитом эксперименте Cortical Labs нейроны, выращенные на MEA, научились играть в «Pong» всего за пять минут: они получали сигналы о положении мячика и управляли виртуальной ракеткой и с каждым раундом играли все лучше.
Нейронные культуры способны запоминать, корректировать поведение и даже распознавать образы, например, символы азбуки Брайля. При этом нейросеть работает по принципу reservoir computing: отдельные нейронные связи не программируют, а используют сложную, хаотичную динамику, чтобы обрабатывать входящие сигналы и генерировать решения.