U svijetu visoke tehnologije, nema uređaja koji se može usporediti s ljudskim mozgom po složenosti i moći…

Ljudski mozak, smješten u našoj lubanji, procesuira informacije brzinom i u količinama koje današnja računalna tehnologija tek nastoji dostići.

Temeljna jedinica mozga, neuron, ističe se svojom efikasnošću, obavljajući uloge i procesora i memorije, za razliku od odvojenih jedinica u većini suvremenih računalnih uređaja.

Kako prenosi Science Alert, nedavni pokušaji učinili su računala sličnijima ljudskom mozgu, ali novi projekt pod nazivom Brainoware ide korak dalje, integrirajući stvarno ljudsko moždano tkivo s elektronikom.

Ovaj inovativni projekt, pod vodstvom inženjera Fenga Guoa s Indiana University Bloomington, testiran je na zadacima poput prepoznavanja govora i predviđanja složenih matematičkih modela. Iako je Brainoware bio manje precizan od čisto hardverskih računala s umjetnom inteligencijom, njegovi rezultati predstavljaju značajan napredak u razvoju nove vrste računalne arhitekture.

Iako su Guo i njegov tim slijedili stroge etičke smjernice, istraživači s Johns Hopkins University u komentaru u časopisu Nature Electronics ističu važnost etičkih razmatranja u budućem razvoju ovakvih tehnologija.

Kolege Lena Smirnova, Brian Caffo i Erik C. Johnson, koji nisu bili dio studije, upozoravaju na neophodnost razmatranja neuroetičkih pitanja u kontekstu razvoja bioračunalnih sustava koji uključuju ljudsko neuronsko tkivo.

Početnički pokušaji

S obzirom na to da ljudski mozak sadrži približno 86 milijardi neurona i do kvadrilijun sinapsi, s pojedinim neuronima povezanim s do 10000 drugih, jasno je da su dosadašnji pokušaji simuliranja njegove aktivnosti u umjetnom okruženju bili tek početnički.

Primjerice, 2013. godine, Rikenov K superračunalo, jedan od tada najmoćnijih na svijetu, uspio je simulirati samo 1 do 2 posto aktivnosti mozga koristeći 82944 procesora i petabajt memorije.

U zadnjem desetljeću, fokus je bio na neuromorfičkom računarstvu, koje, iako obećavajuće, zahtijeva znatnu potrošnju energije i vremena za treniranje umjetnih neuronskih mreža.

Za razliku od toga, Guo i njegov tim usmjerili su se na korištenje stvarnog ljudskog moždanog tkiva uzgojenog u laboratoriju. Iz ljudskih pluripotentnih matičnih stanica razvijene su različite vrste moždanih stanica koje formiraju organoide – trodimenzionalne strukture koje imitiraju mini mozgove.

Brainoware se sastoji od ovih organoida povezanih s nizom mikroelektroda, koristeći se rezervoarskim računanjem. Sustav obrađuje informacije kroz električnu stimulaciju, a obrada se temelji na aktivnosti neurona unutar organoida.

Standardni računalni hardver koristi se za ulazne i izlazne slojeve, koji su prilagođeni za rad s organoidom. U eksperimentu, Brainowareu su prezentirani audio zapisi japanskih samoglasnika, s ciljem identifikacije određenog glasa. Nakon samo dva dana obuke, sustav je postigao točnost od 78 posto.

Brainoware je također testiran na predviđanju Hénonove mape, dinamičkog sustava koji pokazuje kaotično ponašanje, postigavši impresivne rezultate nakon nekoliko dana samostalnog učenja.

Iako postoje značajna ograničenja, poput održavanja organoida živima i zdravima, te visoke potrošnje energije, Brainoware otvara nove mogućnosti ne samo u računarstvu, već i u razumijevanju tajni ljudskog mozga.

Smirnova, Caffo i Johnson naglašavaju da bi ovo istraživanje moglo pružiti ključne uvide u procese učenja i neuralnog razvoja, te poslužiti za razvoj prekliničkih modela za testiranje novih terapija.

Kosmos