ბიოკომპიუტერები, რომლებიც იკვებება ადამიანის ტვინის უჯრედებით: ნაბიჯი ორგანოიდური ინტელექტისკენ

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• სექტემბერი 27, 2023

Insight რეზიუმე

მკვლევარები ავითარებენ ბიოკომპიუტერებს ტვინის ორგანოიდების გამოყენებით, რომლებსაც აქვთ ტვინის ფუნქციის და სტრუქტურის მნიშვნელოვანი ასპექტები. ამ ბიოკომპიუტერებს აქვთ პერსონალიზებული მედიცინის რევოლუციის მოწყობის პოტენციალი, ბიოტექნოლოგიური ინდუსტრიების ეკონომიკური ზრდა და კვალიფიციურ მუშახელის მოთხოვნა. თუმცა, ეთიკური შეშფოთება, ახალი კანონები და რეგულაციები და ჯანდაცვის უთანასწორობის პოტენციური გაუარესება უნდა მოგვარდეს ამ ტექნოლოგიის წინსვლისას.

ბიოკომპიუტერები, რომლებიც იკვებება ადამიანის ტვინის უჯრედების კონტექსტში

სხვადასხვა სფეროს მკვლევარები თანამშრომლობენ ახალი ბიოკომპიუტერების შესაქმნელად, რომლებიც იყენებენ ტვინის უჯრედების სამგანზომილებიან კულტურებს, რომლებიც ცნობილია როგორც ტვინის ორგანოიდები, როგორც ბიოლოგიური საფუძველი. მათი გეგმა ამ მიზნის მისაღწევად არის ასახული 2023 წლის სტატიაში, რომელიც გამოქვეყნდა სამეცნიერო ჟურნალში. საზღვრები მეცნიერებაში. ტვინის ორგანოიდები არის ლაბორატორიული უჯრედების კულტურა. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი არ არიან ტვინის მინიატურული ვერსიები, მათ აქვთ ტვინის ფუნქციისა და სტრუქტურის გადამწყვეტი ასპექტები, როგორიცაა ნეირონები და ტვინის სხვა უჯრედები, რომლებიც აუცილებელია კოგნიტური შესაძლებლობებისთვის, როგორიცაა სწავლა და მეხსიერება. 

ერთ-ერთი ავტორის, ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის პროფესორ თომას ჰარტუნგის თქმით, მაშინ როცა სილიკონზე დაფუძნებული კომპიუტერები გამოირჩევიან ციფრული გამოთვლებით, ტვინი არის უმაღლესი შემსწავლელი. მან მოიყვანა AlphaGo-ს მაგალითი, ხელოვნური ინტელექტი, რომელმაც დაამარცხა მსოფლიოს საუკეთესო Go მოთამაშე 2017 წელს. AlphaGo-ს ტრენინგი ჩაუტარდა 160,000 თამაშის მონაცემებზე, რაც ადამიანს 175 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში დღეში XNUMX საათს დასჭირდებოდა. 

ტვინი არა მხოლოდ უკეთესი მოსწავლეა, არამედ უფრო ენერგოეფექტურიც. მაგალითად, AlphaGo-ს ვარჯიშისთვის საჭირო ენერგიას შეუძლია აქტიური ზრდასრული ადამიანის მხარდაჭერა ათი წლის განმავლობაში. ჰარტუნგის თქმით, ტვინს ასევე აქვს ინფორმაციის შენახვის წარმოუდგენელი უნარი, რომელიც შეფასებულია 2,500 ტერაბაიტზე. მიუხედავად იმისა, რომ სილიკონის კომპიუტერები საზღვრებს აღწევენ, ადამიანის ტვინი შეიცავს დაახლოებით 100 მილიარდ ნეირონს, რომლებიც დაკავშირებულია 10^15-ზე მეტი კავშირის წერტილით, რაც ძალზე დიდი განსხვავებაა არსებულ ტექნოლოგიასთან შედარებით.

დამრღვევი გავლენა

ორგანოიდური ინტელექტის (OI) პოტენციალი სცილდება მედიცინაში გამოთვლას. ნობელის პრემიის ლაურეატების ჯონ გურდონისა და შინა იამანაკას მიერ შემუშავებული პიონერული ტექნიკის წყალობით, ტვინის ორგანოიდები შეიძლება წარმოიქმნას ზრდასრული ქსოვილებიდან. ეს ფუნქცია მკვლევარებს საშუალებას აძლევს შექმნან პერსონალიზებული ტვინის ორგანოიდები კანის ნიმუშების გამოყენებით ნევროლოგიური დარღვევების მქონე პაციენტებისგან, როგორიცაა ალცჰეიმერი. შემდეგ მათ შეუძლიათ ჩაატარონ სხვადასხვა ტესტები, რათა გამოიკვლიონ გენეტიკური ფაქტორების, მედიკამენტების და ტოქსინების გავლენა ამ პირობებზე.

ჰარტუნგმა განმარტა, რომ OI ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნევროლოგიური დაავადებების კოგნიტური ასპექტების შესასწავლად. მაგალითად, მკვლევარებს შეეძლოთ შეადარონ მეხსიერების ფორმირება ჯანმრთელი პირებისგან და ალცჰეიმერის დაავადებულთაგან მიღებულ ორგანოიდებში, რათა გამოესწორებინათ დაკავშირებული დეფიციტი. გარდა ამისა, OI შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის გამოსაკვლევად, არის თუ არა გარკვეული ნივთიერებები, როგორიცაა პესტიციდები, ხელს უწყობს მეხსიერებას ან სწავლის პრობლემებს.

თუმცა, ადამიანის ტვინის ორგანოიდების შექმნა სწავლის, დამახსოვრების და გარემოსთან ურთიერთობის უნარით იწვევს რთულ ეთიკურ შეშფოთებას. ჩნდება კითხვები, მაგალითად, შეუძლიათ თუ არა ამ ორგანოოიდებს მიაღწიონ ცნობიერებას - თუნდაც ძირითადი ფორმით - განიცადონ ტკივილი ან ტანჯვა და რა უფლებები უნდა ჰქონდეთ ადამიანებს თავიანთი უჯრედებიდან შექმნილ ტვინის ორგანოოიდებთან დაკავშირებით. მკვლევარები სრულად აცნობიერებენ ამ გამოწვევებს. ჰარტუნგმა ხაზგასმით აღნიშნა, რომ მათი ხედვის გადამწყვეტი ასპექტია OI ეთიკური და სოციალური პასუხისმგებლობით განვითარება. ამის გადასაჭრელად, მკვლევარები თავიდანვე თანამშრომლობდნენ ეთიკოსებთან „ჩაშენებული ეთიკის“ მიდგომის განსახორციელებლად. 

ბიოკომპიუტერების გავლენა, რომლებიც იკვებება ადამიანის ტვინის უჯრედებით

ადამიანის ტვინის უჯრედებით მომუშავე ბიოკომპიუტერების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

• ორგანოიდური ინტელექტი იწვევს პერსონალიზებულ მედიცინას იმ პირებისთვის, რომლებიც ებრძვიან თავის ტვინის დაზიანებებს ან დაავადებებს, რაც უფრო ეფექტური მკურნალობის საშუალებას იძლევა. ამ განვითარებამ შეიძლება გამოიწვიოს ხანდაზმულებმა იცხოვრონ უფრო დამოუკიდებელი ცხოვრებით, დაავადების ტვირთის შემცირებით და ცხოვრების ხარისხის გაუმჯობესებით.
• ბიოტექნოლოგიურ და ფარმაცევტულ ინდუსტრიებთან თანამშრომლობის ახალი შესაძლებლობები, რაც პოტენციურად გამოიწვევს ეკონომიკურ ზრდას და სამუშაო ადგილების შექმნას ამ სექტორებში.
• მიღწევები ჯანდაცვის ეროვნულ სისტემებში. მთავრობებს შესაძლოა დასჭირდეთ ინვესტიცია ამ ტექნოლოგიაში, რათა შეინარჩუნონ კონკურენტული უპირატესობა და გააუმჯობესონ საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის შედეგები, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დებატები დაფინანსების განაწილებისა და პრიორიტეტების შესახებ.
• ინოვაციები სხვა სფეროებში, როგორიცაა ხელოვნური ინტელექტი, რობოტიკა და ბიოინფორმატიკა, რადგან მკვლევარები ცდილობენ ბიოგამოთვლის ინტეგრირებას არსებული ტექნოლოგიების ფუნქციონირების გაფართოების ან გაზრდის მიზნით. 
• გაიზარდა მოთხოვნა კვალიფიციურ შრომაზე ბიოტექნოლოგიასა და მასთან დაკავშირებულ სფეროებში. ამ ცვლილებას შეიძლება დასჭირდეს ახალი განათლებისა და გადამზადების პროგრამები.
• ეთიკური შეშფოთება ელექტრონიკის შიგნით ადამიანის უჯრედებისა და ქსოვილების გამოყენებასთან დაკავშირებით, ისევე როგორც ამ ტექნოლოგიების გამოყენების პოტენციალი ჯანდაცვის გარდა სხვა მიზნებისთვის, როგორიცაა ბიოიარაღები ან კოსმეტიკური გაუმჯობესებები.
• საჭიროა ახალი კანონები და რეგულაციები ამ ტექნოლოგიის გამოყენების, განვითარებისა და გამოყენების რეგულირებისთვის, ინოვაციების დაბალანსება ეთიკურ მოსაზრებებთან და საზოგადოებრივ უსაფრთხოებასთან.
• ორგანული ინტელექტი აუარესებს არსებულ უთანასწორობას ჯანდაცვის ხელმისაწვდომობასა და შედეგებში, რადგან უფრო მდიდარი ერები და ინდივიდები უფრო მეტად ისარგებლებენ ტექნოლოგიით. ამ საკითხის მოგვარებას შეიძლება დასჭირდეს გლობალური თანამშრომლობა და რესურსების გაზიარება ამ ტექნოლოგიის უპირატესობების თანაბარი განაწილების უზრუნველსაყოფად.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• რა შეიძლება იყოს სხვა პოტენციური გამოწვევები ორგანოიდური ინტელექტის განვითარებაში?
• როგორ შეუძლიათ მკვლევარებმა უზრუნველყონ, რომ ეს ბიომანქანის ჰიბრიდები შემუშავდეს და გამოიყენონ პასუხისმგებლობით?