Живий ШІ з клітин мозку: науковці створили біологічний комп'ютер

У чому суть експерименту?

На відміну від попередніх спроб, де нейрони вирощували у плоских чашках Петрі, команда Прінстона створила гнучку 3D-сітку з мікроскопічних металевих дротів та електродів.

Завдяки тонкому епоксидному покриттю конструкція залишається достатньо гнучкою, щоб м'які нейрони могли рости прямо крізь неї, обплітаючи контакти зсередини.

Такий метод дозволив науковцям створити об'ємну мережу з десятків тисяч живих клітин, які взаємодіють з електронною структурою. Це дає змогу стимулювати та записувати електричну активність мозку на значно тоншому рівні, ніж будь-коли раніше.

Біологічні нейрони, що розростаються поверх і крізь шар тривимірної електронної сітки (фото: Princeton University)

Ключовий прорив

Дослідники спостерігали за системою понад шість місяців, тренуючи її розпізнавати просторові та часові патерни електричних імпульсів. Головною причиною створення такого "біокомп'ютера" стала критична проблема сучасного ШІ - величезне споживання енергії.

За словами професора Тянь-Мін Фу, людський мозок витрачає лише мізерну частку потужності у порівнянні з серверними станціями, які виконують аналогічні завдання. Нова система споживає приблизно у мільйон разів менше енергії, ніж сучасні нейромережі.

Потенціал технології

Хоча початковою метою вчених було вивчення фундаментальних проблем нейронауки, автори дослідження бачать великий потенціал у практичному застосуванні:

• Розвиток ШІ: створення обчислювальних систем нового типу, що працюють за принципами живого мозку.
• Медицина: розуміння того, як виникають та розвиваються неврологічні захворювання.
• Енергетика: подолання "енергетичного бар'єру", який суттєво обмежує масштабування ШІ.

Наразі вчені працюють над тим, щоб збільшити масштаби системи та навчити її виконувати складніші обчислювальні завдання. Розробники впевнені: 3D біологічні нейронні мережі допоможуть не лише розкрити природу мислення, а й створять міцну доказову базу для лікування складних діагнозів.