Біокомп’ютер із тканин мозку та електроніки навчився розпізнавати голоси
Вчені із США задумали нову систему Brainoware як міст між ІІ та біологічними тканинами. Вона складається з органоїдів мозку — скупчення людських клітин, що імітують різні органи, — і традиційної електроніки. Обидві частини системи мають загальну властивість: вони передають сигнали між взаємозалежними вузлами нейронної мережі. В останніх експериментах біологічна нейромережа Brainoware продемонструвала свою ефективність, навчившись розпізнавати голоси. У цьому процес розпізнавання відбувається у органоїдах. Це значний крок до повноцінних біокомп’ютерів, які зможуть працювати зі швидкістю та енергетичною ефективністю людського мозку.
Створення Brainoware почалося з розміщення органоїду на пластині з тисячами електродів, які з’єднують мозок із електронними схемами, розповідає Nature. Потім вчені з Університету Індіани перетворили інформацію на електричні імпульси і передали органоїду. Датчики записали відповідь тканин мозку, а алгоритм машинного навчання розшифрував її.
Для випробування можливостей системи її використовували для розпізнавання голосу. Аудіофайли з голосами восьми різних людей перетворили на електричні сигнали та відправили на аналіз органоїду. Міні-мозок видав різну реакцію на кожен голос, продемонструвавши у кожному випадку свій патерн нейронної активності. ІІ, навчена інтерпретувати ці реакції, ідентифікувала людину на записі. Після тренувань система спромоглася розпізнавати голоси з точністю 78%.
До появи повноцінного біологічного комп’ютера доведеться пройти ще дуже довгий шлях, визнають дослідники, але їхня робота вже підтвердила деякі ключові теоретичні передумови. У попередніх експериментах подібні тести проходили лише двовимірні культури нервових клітин. Цього разу вперше із завданням впоралися тривимірні органоїди мозку.
З практичної точки зору біокомп’ютери зможуть забезпечити комп’ютерам майбутнього швидкість та енергетичну ефективність людського мозку. Технологію можна буде також використовувати для вивчення процесів мозку та нейродегенеративних захворювань, оскільки органоїди здатні відтворювати архітектуру та функцію працюючого мозку так, як не в змозі цього робити прості клітинні культури.
Наступним кроком дослідників стане адаптація органоїдів до виконання складніших завдань, а також надання системі більшої надійності та точності.
Якщо взяти 800 000 клітин людського мозку, підключити їх до біокомп’ютера і показати, що така система здатна навчатися швидше, ніж нейромережа, у людей виникають питання. Журналісти видання New Atlas поговорили з Бреттом Каганом, головним науковим співробітником Cortical Labs, австралійської компанії, яка займається інтеграцією тканин людського мозку, вирощених із стовбурових клітин, у кремнієву електроніку.
