В швейцарской лаборатории происходит то, что еще недавно казалось научной фантастикой. Вместо кремниевых чипов здесь работают живые нейроны — крошечные фрагменты человеческого мозга, способные обрабатывать информацию.
Компания FinalSpark выращивает органоиды мозга — скопления нейронов размером с мозг плодовой мушки. Каждый такой мини-орган содержит около 10 000 нейронов. Для сравнения: человеческий мозг имеет примерно 100 миллиардов нервных клеток.
Ученые создают эти нейронные кластеры из клеток человеческой кожи. Сначала их перепрограммируют в стволовые клетки, затем превращают в нейроны. Готовые органоиды помещают в питательный раствор и подключают к электродам.
Принцип работы переворачивает представление о вычислениях: вместо кремния — живая ткань, вместо электронов — нервные импульсы. Когда система посылает электрический сигнал через электроды, нейроны отвечают всплеском активности, похожим на двоичный код в цифровых системах Главное преимущество — энергоэффективность. По словам доктора Фреда Джордана, соучредителя FinalSpark, биологические нейроны потребляют в миллион раз меньше энергии, чем искусственные. Это может решить проблему гигантского энергопотребления современных ИИ-систем.
Органоиды демонстрируют зачатки обучения. Ученые используют дофамин — природный "гормон удовольствия" — чтобы закреплять нужные нейронные связи. Процесс напоминает обучение человеческого мозга через поощрение.
Но есть серьезные ограничения. Органоиды живут до четырех месяцев, после чего погибают. Перезагрузить их невозможно. «У органоидов нет кровеносных сосудов», — объясняет профессор Саймон Шульц из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London). — «Мы пока не знаем, как их правильно создавать».
Перед гибелью нейроны иногда проявляют внезапную активность — подобно последнему всплеску мозговой деятельности у умирающих людей. «Это печально», — признается Джордан. — «Приходится останавливать эксперимент и начинать заново».
Над аналогичными технологиями работают и другие лаборатории. Австралийская компания Cortical Labs научила искусственные нейроны играть в одну из ранних аркадных видеоигр Pong. Университет Джонса Хопкинса Хопкинса (Johns Hopkins University, США использует мини-мозги для моделирования болезней Альцгеймера и аутизма.
Этические вопросы остаются открытыми. FinalSpark сотрудничает с биоэтиками, подчеркивая: органоиды не имеют болевых рецепторов и не обладают сознанием.
Технология еще далека от коммерческого использования. Как отмечает доктор Лена Смирнова из Университета Джонса), биокомпьютеры должны дополнять, а не заменять кремниевые системы. Но эксперименты FinalSpark уже сейчас позволяют изучать работу человеческого мозга и тестировать лекарства без использования животных.
Пока это лишь первые шаги, но они открывают путь к принципиально новому типу вычислений — более эффективных и биологически совместимых.