از رایانه‌های بیولوژیکی چه می‌دانیم؟

خبرگزاری میزان - یک گروه بین‌المللی از دانشمندان می‌گوید آینده محاسبات شامل زیست‌شناسی می‌شود.

به گزارش «سایتک دیلی»، محققان دانشگاه «جانز هاپکینز» به همراه «برت کاگان»، دانشمند ارشد در آزمایشگاه‌های «کورتیکال» در ملبورن، که اخیراً توسعه پروژه DishBrain را هدایت کرده است، می‌گویند که زمان ایجاد نوع جدیدی از رایانه فرا رسیده است.

در مقاله‌ای که در ژورنال Frontiers in Science منتشر شده، این گروه توضیح می‌دهد که چگونه رایانه‌های بیولوژیکی می‌توانند برای کاربرد‌های خاص از رایانه‌های الکترونیکی امروزی پیشی بگیرند، در حالی که از بخش کوچکی از برق مورد نیاز رایانه‌ها و مزارع سرور امروزی استفاده می‌کنند. 

آن‌ها با ساختن خوشه‌های کوچک متشکل از ۵۰ هزار سلول مغزی که از سلول‌های بنیادی رشد کرده و به نام «ارگانوئیدها» شناخته می‌شوند، شروع کردند.

این میزان حدود یک سوم اندازه مغز مگس میوه است. آن‌ها به دنبال ۱۰ میلیون نورون هستند که تقریباً به تعداد نورون‌های مغز لاک پشت خواهد بود. در مقایسه، متوسط مغز انسان بیش از ۸۰ میلیارد نورون دارد. 

این مقاله نشان می‌دهد که چگونه مغز انسان برای کار‌های خاص به طور گسترده از ماشین‌ها پیشی می‌گیرد. 

برای مثال، انسان‌ها می‌توانند یاد بگیرند که دو نوع شی (مانند سگ و گربه) را با استفاده از چند نمونه تشخیص دهند، در حالی که الگوریتم‌های هوش مصنوعی به هزاران نمونه نیاز دارند؛ و در حالی که هوش مصنوعی گوگل در سال ۲۰۱۶ رکورد قبلی را شکست، بر روی داده‌های ۱۶۰ هزار بازی آموزش دیده بود؛ معادل پنج ساعت بازی در هر روز، برای بیش از ۱۷۵ سال. 

مغز‌ها همچنین انرژی کارآمدتری دارند. تصور می‌شود که مغز ما قادر است معادل بیش از یک میلیون برابر ظرفیت یک کامپیوتر خانگی متوسط (۲.۵ پتابایت) را با استفاده از انرژی معادل چند وات ذخیره کند. 

در مقابل، مزارع داده آمریکا بیش از ۱۵۰ هزار مگاوات در سال مصرف می‌کنند که بیشتر آن توسط ده‌ها نیروگاه زغال سنگ تولید می‌شود.

در این مقاله، نویسندگان طرح خود را برای «هوش ارگانوئیدی» یا OI، با ارگانوئید‌های مغزی رشد یافته در کشت سلولی بیان می‌کنند. اگرچه ارگانوئید‌های مغز «مغز‌های کوچک» در نظر گرفته نمی‌شوند، اما جنبه‌های کلیدی عملکرد و ساختار مغز را به اشتراک می‌گذارند. 

ارگانوئید‌ها باید به طور چشمگیری از حدود ۵۰ هزار سلول گسترش یابند. 

«توماس هارتانگ»، نویسنده ارشد دانشگاه جانز هاپکینز در بالتیمور، می‌گوید: برای OI، ما باید این تعداد را به ۱۰ میلیون افزایش دهیم. 

«برت» و همکارانش در آزمایشگاه‌های کورتیکال قبلاً نشان داده‌اند که رایانه‌های زیستی مبتنی بر سلول‌های مغز انسان امکان‌پذیر است. 

«کاگان» می‌گوید: ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم با نورون‌های بیولوژیکی زنده به گونه‌ای تعامل داشته باشیم که آن‌ها را وادار به اصلاح فعالیت‌هایشان کند و به چیزی شبیه هوش منجر شود.

آزمایشگاه‌های کورتیکال با همکاری تیمی از افراد شگفت‌انگیز که توسط «هارتانگ» و همکارانش برای این همکاری هوش ارگانوئیدی گردآوری شده‌اند، اکنون در تلاش هستند تا این کار را با ارگانوئید‌های مغزی تکرار کنند. 

توماس می‌گوید: من می‌توانم بگویم که تکرار آزمایش با ارگانوئید‌ها از قبل تعریف اولیه OI را برآورده می‌کند.

«برت» می‌گوید: این زمینه جدید محاسبات زیستی نوید پیشرفت‌های بی‌سابقه‌ای در سرعت محاسبات، قدرت پردازش، کارایی داده‌ها و قابلیت‌های ذخیره‌سازی را می‌دهد.

این فناوری همچنین می‌تواند دانشمندان را قادر سازد تا ارگانوئید‌های شخصی‌سازی شده مغزی را که از پوست یا نمونه‌های خون کوچک بیمارانی که از اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر رنج می‌برند، مطالعه کنند و آزمایشاتی را برای بررسی چگونگی تأثیر عوامل ژنتیکی، دارو‌ها و سموم بر این شرایط انجام دهند.

انتهای پیام/