Biocomputere alimentate de celulele creierului uman: un pas către inteligența organoidă

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• 27 Septembrie, 2023

Rezumat perspectivă

Cercetătorii dezvoltă biocalculatoare folosind organoizi cerebrali, care posedă funcții și structuri ale creierului cruciale. Aceste biocalculatoare au potențialul de a revoluționa medicina personalizată, de a stimula creșterea economică în industriile biotehnologice și de a crea cererea de forță de muncă calificată. Cu toate acestea, preocupările etice, noile legi și reglementări și potențiala agravare a disparităților din domeniul sănătății trebuie abordate pe măsură ce această tehnologie avansează.

Biocalculatoare alimentate de celulele creierului uman context

Cercetătorii din diverse domenii colaborează pentru a dezvolta biocalculatoare inovatoare care folosesc culturi de celule tridimensionale ale creierului, cunoscute sub numele de organoizi cerebrali, ca bază biologică. Planul lor pentru atingerea acestui obiectiv este conturat într-un articol din 2023 publicat în revista științifică Frontiere în știință. Organoizii creierului sunt o cultură celulară cultivată în laborator. Deși nu sunt versiuni în miniatură ale creierului, ele posedă aspecte cruciale ale funcției și structurii creierului, cum ar fi neuronii și alte celule ale creierului necesare pentru abilitățile cognitive precum învățarea și memoria. 

Potrivit unuia dintre autori, profesorul Thomas Hartung de la Universitatea Johns Hopkins, în timp ce computerele pe bază de siliciu excelează în calcule numerice, creierul învață superior. El a citat exemplul AlphaGo, IA care l-a învins pe cel mai bun jucător de Go din lume în 2017. AlphaGo a fost antrenat pe date din 160,000 de jocuri, ceea ce i-ar lua unei persoane să joace cinci ore zilnic, timp de 175 de ani. 

Nu numai că creierul învață mai bine, dar este și mai eficient din punct de vedere energetic. De exemplu, energia necesară pentru a antrena AlphaGo ar putea sprijini un adult activ timp de zece ani. Potrivit lui Hartung, creierul posedă și o capacitate incredibilă de a stoca informații, estimată la 2,500 de terabytes. În timp ce computerele cu siliciu își ating limitele, creierul uman conține aproximativ 100 de miliarde de neuroni conectați prin peste 10^15 puncte de conectare, o diferență enormă de putere în comparație cu tehnologia existentă.

Impact perturbator

Potențialul inteligenței organoide (OI) se extinde dincolo de calcul în medicină. Datorită unei tehnici de pionierat dezvoltată de laureații Nobel John Gurdon și Shinya Yamanaka, organoizii creierului pot fi generați din țesuturi adulte. Această caracteristică permite cercetătorilor să creeze organoizi personalizați ai creierului folosind mostre de piele de la pacienți cu tulburări neurologice precum Alzheimer. Ei pot efectua apoi diverse teste pentru a examina efectele factorilor genetici, medicamentelor și toxinelor asupra acestor afecțiuni.

Hartung a explicat că OI ar putea fi folosită și pentru a studia aspectele cognitive ale bolilor neurologice. De exemplu, cercetătorii ar putea compara formarea memoriei în organoizi derivați de la indivizi sănătoși și cei cu Alzheimer, încercând să remedieze deficitele aferente. În plus, OI ar putea fi folosit pentru a investiga dacă anumite substanțe, cum ar fi pesticidele, contribuie la problemele de memorie sau de învățare.

Cu toate acestea, crearea de organoizi ai creierului uman cu capacitatea de a învăța, a aminti și a interacționa cu mediul înconjurător introduce preocupări etice complexe. Apar întrebări, cum ar fi dacă acești organoizi ar putea atinge conștiința – chiar și într-o formă de bază – să experimenteze durere sau suferință și ce drepturi ar trebui să aibă indivizii cu privire la organoizii creierului creați din celulele lor. Cercetătorii sunt pe deplin conștienți de aceste provocări. Hartung a subliniat că un aspect crucial al viziunii lor este dezvoltarea OI în mod etic și cu responsabilitate socială. Pentru a aborda acest lucru, cercetătorii au colaborat cu eticieni încă de la început pentru a implementa o abordare „etică încorporată”. 

Implicațiile biocalculatoarelor alimentate de celulele creierului uman

Implicațiile mai largi ale biocalculatoarelor alimentate de celulele creierului uman pot include: 

• Inteligența organoidă duce la o medicină personalizată pentru persoanele care se luptă cu leziuni sau boli ale creierului, permițând tratamente mai eficiente. Această dezvoltare ar putea duce la persoanele în vârstă care trăiesc o viață mai independentă, cu o povară redusă a bolii și o calitate îmbunătățită a vieții.
• Noi oportunități de colaborare intersectorială cu industriile biotehnologice și farmaceutice, care pot duce la creșterea economică și la crearea de locuri de muncă în aceste sectoare.
• Progrese în sistemele naționale de sănătate. Este posibil ca guvernele să fie nevoite să investească în această tehnologie pentru a menține un avantaj competitiv și pentru a îmbunătăți rezultatele în domeniul sănătății publice, ceea ce ar putea duce la dezbateri cu privire la alocarea și prioritizarea fondurilor.
• Inovație în alte domenii, cum ar fi inteligența artificială, robotica și bioinformatica, deoarece cercetătorii caută să integreze biocomputația pentru a extinde sau a spori funcționalitatea tehnologiilor existente. 
• Creșterea cererii de forță de muncă calificată în biotehnologie și domenii conexe. Această schimbare ar putea necesita noi programe de educație și recalificare.
• Preocupări etice legate de utilizarea celulelor și țesuturilor umane în interiorul electronicelor, precum și potențialul de exploatare a acestor tehnologii în alte scopuri decât asistența medicală, cum ar fi armele biologice sau îmbunătățirile cosmetice.
• Sunt necesare legi și reglementări noi pentru a guverna utilizarea, dezvoltarea și aplicarea acestei tehnologii, echilibrând inovația cu considerentele etice și siguranța publică.
• Inteligența organoidă agravează disparitățile existente în ceea ce privește accesul la asistență medicală și rezultatele, deoarece națiunile și indivizii mai bogate au șanse mai mari de a beneficia de pe urma tehnologiei. Abordarea acestei probleme poate necesita o colaborare globală și partajarea resurselor pentru a asigura o distribuție echitabilă a beneficiilor acestei tehnologii.

Întrebări de luat în considerare

• Care ar putea fi celelalte provocări potențiale în dezvoltarea inteligenței organoide?
• Cum pot cercetatorii să se asigure că acești hibrizi bio-mașini sunt dezvoltați și utilizați în mod responsabil?