Vědci se pokoušejí nahradit počítače miniaturními lidskými mozečky

Lidský mozek spotřebuje milionkrát méně energie než stejně výkonný počítač. Proto se teď švýcarská laboratoř pokouší vyvinout specializované mozkové tkáně nazývané organoidy, jež mohou fungovat podobně jako počítače.

Lidský mozek je nejsložitějším „zařízením“ v celém vesmíru. Několik kilogramů tkáně je mnohem efektivnějším nástrojem než jakýkoliv známý počítač. Proto celá řada vědeckých týmů zkoumá, jestli by se mozková spojení nedala využít právě jako „hardware“, na kterém poběží normální počítačové programy.

Podle agentury AFP je jeden takový „lidský počítač“ ve švýcarském městečku Vevey. Jako primitivní počítačové procesory zde slouží takzvané mozkové organoidy – shluky mozkové tkáně, které se dají vytvořit v laboratoři.

Lidé, kteří se o ně starají, nemají stejnou práci jako klasičtí počítačoví vědci. Musejí hlavně zajistit, aby se tyto procesory udržely zdravé: nedají se totiž na rozdíl od klasického počítače restartovat a navíc stárnou a nakonec zemřou. Zakladatel tohoto start-upu FinalSpark Fred Jordan uvedl, že má tato biotechnologie potenciál nahradit velké počítače, na nichž se trénují například AI, pomocí buněčných čipů, čímž by vznikla skutečná umělá inteligence.

Lidský mozek je efektivnější

Mezi další potenciální výhody mozkových počítačů by mohlo být ušetření obřích nákladů na energie, jež jsou nyní s umělými inteligencemi spojené.

„Biologické neurony jsou milionkrát energeticky účinnější než umělé neurony,“ tvrdí Jordan. Na rozdíl od masivně poptávaných čipů pro AI, které vyrábí jen několik společností jako Nvidia, je lze také nekonečně reprodukovat v laboratoři s poměrně nízkými nároky – prostě vyrostou z vyživovaných buněk.

To je ale zatím velmi vzdálená budoucnost: prozatím je totiž výpočetní výkon této technologie velmi daleko od toho, aby mohl konkurovat hardwaru, který řídí svět.

Velké asi jako mozek larvy octomilky

Aby mohla společnost FinalSpark vyrobit své „bioprocesory“, nejprve nakupuje kmenové buňky. Tyto takzvané pluripotentní buňky, které byly původně lidskými kožními buňkami od anonymních dárců, se mohou proměnit v jakoukoli buňku v těle, včetně neuronů.

A právě těmi se pak v laboratořích stávají. Nakonec je vědci shlukují do maličkých, jen několik milimetrů velkých shluků zvaných mozkové organoidy. Jsou velké asi jako mozek larvy octomilky. V laboratoři jsou tyto buňky pod přísným dozorem: elektrody sledují, jak si tyto buňky vyměňují mezi sebou informace. A nejen to.

Stejné elektrody totiž mohou mini-mozečky také stimulovat k větší aktivitě. Tím napodobují chování počítačů. Mini-mozečky ze Švýcarska už využívají asi desítky světových univerzit k nejrůznějším experimentům. Například v Bristolu z nich vytvořili mozek jednoduchého robota, který umí číst Braillovo písmo.

Náročný výzkum

Tento výzkum je nesmírně složitý, mozečky se nedají programovat stejně snadno jako počítače, buňky se spíše učí podobně jako živé organismy. A navíc mají všechny slabiny organického života: mohou onemocnět, zranit se, hladovět – a hlavně vždy po nějaké době, maximálně půl roce, „zemřou“.

Tyto shluky neuronů ale mají i jiné využití. Například na Univerzitě Johnse Hopkinse ve Spojených státech se tyto organoidy používají ke studiu mozkových onemocnění, jako je autismus a Alzheimerova choroba, s nadějí, že se najdou nové způsoby léčby.

Takzvaný biocomputing je podle AFP v současné době spíše „vzdušným zámkem“, na rozdíl od snadno dosažitelných využití této technologie v biomedicínském výzkumu – ale to se může v příštích dvaceti letech dramaticky změnit.

Agentura oslovila i řadu nezávislých odborníků, kteří se neobávají toho, že by si miniaturní mozečky byly schopné vyvinout cokoliv spojeného s vědomím. Mozečky jsou příliš malé na to, aby v nich takové procesy mohly probíhat. Přesto FinalSpark spolupracuje s etiky, kteří pro něj téma studují. Uklidňují vědce, že organoidy mají asi 10 tisíc neuronů, zatímco lidský mozek jich má 100 miliard. Organoidy přesto nemají receptory bolesti.

Vědci přiznávají, že řada věcí ohledně lidských mini-mozečků je pro ně dodnes nepochopitelná. „Stále nechápeme, jak detekují otevření dveří,“ přiznal Jordan. Když se otevřou dveře od inkubátoru, kde jsou umístěné, ukáží elektrody zvýšení aktivity. To by ale nemělo být možné, protože organoidy nemají žádné smysly a tato činnost by pro ně měla být nemožná.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Výzkum analyzoval 2,6 milionu studií o rakovině, každá desátá byla podvodná

Vědci našli víc než 250 tisíc vědeckých studií o rakovině, které zřejmě pocházejí z „papírny“. Tímto termínem (anglicky papermill) se označují takzvané továrny na články neboli falešné, ukradené nebo zcela nekvalitní studie, které jsou masově chrlené do veřejného prostoru.
před 4 hhodinami

Pět kilogramů ryzího zlata. Zakopaný poklad našli turisté

Novověký poklad nalezený loni u Zvičiny u Dvora Králové nad Labem na Trutnovsku je podle Puncovního úřadu zlatý, informovali zástupci Muzea východních Čech (MVČ) v Hradci Králové. Poklad byl zakopán po roce 1921. Zlaté předměty obsahující 598 mincí a více než tři desítky šperků, tabatěrek a jednotlivostí našli turisté na úbočí vrchu a odevzdali muzeu. Provedená analýza potvrdila ryzost zlata téměř u šesti set mincí. Hodnota nalezeného zlata je přes 11 milionů korun.
před 11 hhodinami

Bílý strom Blanenska roste i bez fotosyntézy. Vědci zkoumají unikátní záhadu

Český vědecký tým zaujal mimořádný buk albín z Moravského krasu. Metr vysoký strom postrádá chlorofyl, a přestože nefotosyntetizuje, roste zhruba třicet let. Odborníci se zaměřili na zdroje, ze kterých strom získává cukry, aby přežil. Výsledky publikovali v časopise Tree Physiology.
před 11 hhodinami

Vymřely. Vědci popsali, co se stalo s ježovkami u Kanárských ostrovů

Úplné vyhynutí. To je něco, co se děje s ježovkami, které laici označují i jako mořské ježky, v moři kolem Kanárských ostrovů. Podle vědců navíc existují náznaky, že by tento problém mohl být ještě mnohem rozšířenější.
včera v 17:21

Indie a její sousedé zesilují opatření proti viru nipah. Obávají se epidemie

Stačily dva případy nakažených virem nipah v indickém Západním Bengálsku a rovnou několik okolních asijských států zavádí nebo posiluje opatření na letištích a v přístavech. Kolem nákazy se navíc začaly na sociálních sítích šířit nepravdivé zprávy a spekulace, které musejí úřady vyvracet.
včera v 14:37

Olomoučtí vědci objevili neznámého brouka. Jeho původ sahá do doby dinosaurů

Mezinárodní tým vědců objevil hluboko v půdě ve středním Chile dosud neznámého brouka. Unikátnost miniaturního tvora, který měří kolem jednoho milimetru, je slepý a bezkřídlý, potvrdila genetická analýza odborníků z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého v Olomouci. Brouk podle nich pochází z prastaré vývojové linie, jejíž původ sahá do období zhruba před 220 miliony let. Odborníci tuto linii nově popsali jako samostatnou čeleď a nazvali ji Badmaateridae.
včera v 11:17

AI umí s uživateli vytvořit emocionálnější vztah než lidé mezi sebou, popsali vědci

Schopnosti umělé inteligence (AI) už jsou takové, že ji v komunikaci téměř nikdo nerozezná od opravdového člověka. Teď vědci popsali, že již dokáže s uživateli navazovat emocionálnější vztahy než jiní lidé.
včera v 10:56

Vědci obelstili buňky, aby účinněji hojily jizvy

Vědci ze Stanfordu zjistili, že dokážou upravit desítky milionů let starý proces hojení ran. Díky němu mohou – zatím na zvířatech – dosáhnout hojení ran po úrazu nebo operaci tak, že nevznikají jizvy. Pokud výsledky studie provedené na myších dokážou přenést na člověka, bude možné zabránit tvorbě jizev kdekoli na těle nebo v těle, nebo dokonce odstranit ty staré. Vědci využili trik, který je zodpovědný za přirozeně důkladnější hojení jizev v obličeji.
včera v 08:00
Načítání...