Մարդու ուղեղի բջիջներով աշխատող կենսահամակարգիչներ. քայլ դեպի օրգանոիդ ինտելեկտ

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Սեպտեմբեր 27, 2023

Insight ամփոփում

Հետազոտողները բիոհամակարգիչներ են մշակում՝ օգտագործելով ուղեղի օրգանոիդներ, որոնք ունեն ուղեղի կարևոր գործառույթ և կառուցվածքային ասպեկտներ: Այս կենսահամակարգիչները կարող են հեղափոխել անհատականացված բժշկությունը, խթանել տնտեսական աճը կենսատեխնոլոգիական ոլորտներում և ստեղծել հմուտ աշխատուժի պահանջարկ: Այնուամենայնիվ, էթիկական մտահոգությունները, նոր օրենքներն ու կանոնակարգերը և առողջապահական անհամամասնությունների հնարավոր վատթարացումը պետք է լուծվեն այս տեխնոլոգիայի առաջընթացի հետ մեկտեղ:

Կենսահամակարգիչներ, որոնք աշխատում են մարդու ուղեղի բջիջների համատեքստում

Տարբեր ոլորտների հետազոտողները համագործակցում են բեկումնային կենսահամակարգիչներ մշակելու համար, որոնք օգտագործում են ուղեղի բջիջների եռաչափ մշակույթները, որոնք հայտնի են որպես ուղեղի օրգանոիդներ, որպես կենսաբանական հիմք: Այս նպատակին հասնելու նրանց ծրագիրը նկարագրված է գիտական ​​ամսագրում հրապարակված 2023թ. Սահմանները գիտության մեջ. Ուղեղի օրգանոիդները լաբորատոր աճեցված բջջային կուլտուրա են: Չնայած դրանք ուղեղի մանրանկարչական տարբերակներ չեն, նրանք ունեն ուղեղի ֆունկցիայի և կառուցվածքի կարևոր ասպեկտներ, ինչպիսիք են նեյրոնները և ուղեղի այլ բջիջները, որոնք անհրաժեշտ են ճանաչողական կարողությունների համար, ինչպիսիք են ուսումը և հիշողությունը: 

Հեղինակներից մեկի՝ Ջոնս Հոփքինսի համալսարանի պրոֆեսոր Թոմաս Հարթունգի խոսքերով, մինչդեռ սիլիցիումի վրա հիմնված համակարգիչները գերազանցում են թվային հաշվարկները, ուղեղները գերազանց սովորողներ են: Նա բերեց AlphaGo-ի օրինակը՝ արհեստական ​​ինտելեկտը, որը հաղթեց աշխարհի լավագույն Go խաղացողին 2017 թվականին: 

Ուղեղները ոչ միայն ավելի լավ սովորողներ են, այլև ավելի էներգաարդյունավետ են: Օրինակ, AlphaGo-ին մարզելու համար անհրաժեշտ էներգիան կարող է աջակցել ակտիվ չափահասին տասը տարի: Ըստ Հարթունգի՝ ուղեղներն օժտված են նաև տեղեկատվություն պահելու անհավատալի կարողությամբ, որը գնահատվում է 2,500 տերաբայթ: Մինչ սիլիկոնային համակարգիչները հասնում են իրենց սահմաններին, մարդու ուղեղը պարունակում է մոտավորապես 100 միլիարդ նեյրոններ, որոնք միացված են ավելի քան 10^15 միացման կետերի միջոցով, ինչը հզորության հսկայական տարբերություն է գոյություն ունեցող տեխնոլոգիայի համեմատ:

Խանգարող ազդեցություն

Օրգանոիդ ինտելեկտի (OI) ներուժը դուրս է գալիս բժշկության մեջ հաշվարկներից: Նոբելյան մրցանակակիրներ Ջոն Գուրդոնի և Շինյա Յամանակայի կողմից մշակված պիոներական տեխնիկայի շնորհիվ ուղեղի օրգանոիդները կարող են առաջանալ մեծահասակների հյուսվածքներից: Այս հատկությունը թույլ է տալիս հետազոտողներին ստեղծել անհատականացված ուղեղի օրգանոիդներ՝ օգտագործելով Ալցհեյմերի նման նյարդաբանական խանգարումներ ունեցող հիվանդների մաշկի նմուշները: Այնուհետև նրանք կարող են տարբեր թեստեր անցկացնել՝ ուսումնասիրելու գենետիկական գործոնների, դեղամիջոցների և տոքսինների ազդեցությունն այս պայմանների վրա:

Հարթունգը բացատրեց, որ OI-ն կարող է օգտագործվել նաև նյարդաբանական հիվանդությունների ճանաչողական ասպեկտները ուսումնասիրելու համար: Օրինակ, հետազոտողները կարող էին համեմատել հիշողության ձևավորումը առողջ անհատներից և Ալցհեյմերի հիվանդներից ստացված օրգանոիդներում՝ փորձելով շտկել դրա հետ կապված թերությունները: Բացի այդ, OI-ն կարող է օգտագործվել ուսումնասիրելու համար, թե արդյոք որոշ նյութեր, ինչպիսիք են թունաքիմիկատները, նպաստում են հիշողության կամ ուսուցման խնդիրներին:

Այնուամենայնիվ, մարդու ուղեղի օրգանոիդների ստեղծումը՝ սովորելու, հիշելու և շրջապատի հետ փոխազդելու ունակությամբ, բարդ էթիկական մտահոգություններ է առաջացնում: Հարցեր են առաջանում, օրինակ՝ արդյոք այս օրգանոիդները կարող են գիտակցության հասնել, նույնիսկ հիմնական ձևով, ցավ կամ տառապանք զգալ, և ինչ իրավունքներ պետք է ունենան անհատները՝ կապված իրենց բջիջներից ստեղծված ուղեղի օրգանոիդների հետ: Հետազոտողները լիովին գիտակցում են այս մարտահրավերները: Հարթունգն ընդգծել է, որ իրենց տեսլականի կարևոր կողմն է էթիկական և սոցիալական պատասխանատվությամբ OI զարգացնելը: Այս խնդիրը լուծելու համար հետազոտողները հենց սկզբից համագործակցել են էթիկայի մասնագետների հետ՝ իրականացնելու «ներկառուցված էթիկայի» մոտեցումը: 

Մարդու ուղեղի բջիջներով աշխատող կենսահամակարգիչների ազդեցությունը

Մարդու ուղեղի բջիջներով աշխատող կենսահամակարգիչների ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

• Օրգանոիդ ինտելեկտը հանգեցնում է անհատականացված բժշկության այն անհատների համար, ովքեր պայքարում են ուղեղի վնասվածքների կամ հիվանդությունների դեմ, ինչը թույլ է տալիս ավելի արդյունավետ բուժում: Այս զարգացումը կարող է հանգեցնել նրան, որ տարեցները ավելի անկախ կյանքով ապրեն՝ հիվանդության ծանրաբեռնվածության նվազեցմամբ և կյանքի որակի բարելավմամբ:
• Կենսատեխնոլոգիական և դեղագործական արդյունաբերության հետ միջարդյունաբերական համագործակցության նոր հնարավորություններ, որոնք կարող են հանգեցնել տնտեսական աճի և աշխատատեղերի ստեղծմանը այս ոլորտներում:
• Առաջընթաց ազգային առողջապահական համակարգերում. Կառավարությունները կարող են կարիք ունենալ ներդրումներ կատարել այս տեխնոլոգիայի մեջ՝ մրցակցային առավելությունը պահպանելու և հանրային առողջության արդյունքները բարելավելու համար, ինչը կարող է հանգեցնել բանավեճերի ֆինանսավորման բաշխման և առաջնահերթությունների շուրջ:
• Նորարարություններ այլ ոլորտներում, ինչպիսիք են արհեստական ​​ինտելեկտը, ռոբոտաշինությունը և բիոինֆորմատիկան, քանի որ հետազոտողները ձգտում են ինտեգրել կենսահաշվարկը՝ գոյություն ունեցող տեխնոլոգիաների ֆունկցիոնալությունը ընդլայնելու կամ մեծացնելու համար: 
• Կենսատեխնոլոգիայի և հարակից ոլորտներում հմուտ աշխատուժի պահանջարկի աճ: Այս տեղաշարժը կարող է պահանջել կրթության և վերապատրաստման նոր ծրագրեր:
• Էլեկտրոնիկայի ներսում մարդու բջիջների և հյուսվածքների օգտագործման հետ կապված բարոյական մտահոգությունները, ինչպես նաև այդ տեխնոլոգիաների օգտագործման ներուժը առողջապահությունից բացի այլ նպատակներով, ինչպիսիք են կենսազենքը կամ կոսմետիկ բարելավումները:
• Այս տեխնոլոգիայի օգտագործումը, զարգացումը և կիրառումը կարգավորելու համար պահանջվում են նոր օրենքներ և կանոնակարգեր՝ հավասարակշռելով նորարարությունը էթիկական նկատառումներով և հանրային անվտանգության հետ:
• Օրգանոիդ հետախուզությունը վատթարացնում է առողջապահության հասանելիության և արդյունքների առկա անհավասարությունները, քանի որ ավելի հարուստ ազգերն ու անհատները ավելի հավանական է, որ օգուտ քաղեն տեխնոլոգիայից: Այս խնդրի լուծումը կարող է պահանջել գլոբալ համագործակցություն և ռեսուրսների փոխանակում այս տեխնոլոգիայի օգուտների արդար բաշխումն ապահովելու համար:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Որո՞նք կարող են լինել օրգանոիդ հետախուզության զարգացման այլ հնարավոր մարտահրավերները:
• Ինչպե՞ս կարող են հետազոտողները ապահովել, որ բիոմեքենաների այս հիբրիդները մշակվեն և օգտագործվեն պատասխանատու կերպով: