Kompyuta za kibayolojia zinazoendeshwa na seli za ubongo wa binadamu: hatua kuelekea akili ya organoid

• mwandishi:
• mwandishi jina

  Mtazamo wa Quantumrun
• Septemba 27, 2023

Muhtasari wa maarifa

Watafiti wanatengeneza kompyuta za kibayolojia kwa kutumia organoidi za ubongo, ambazo zina utendakazi muhimu wa ubongo na vipengele vya muundo. Kompyuta hizi za kibayolojia zina uwezo wa kuleta mapinduzi ya dawa zilizobinafsishwa, kuendeleza ukuaji wa uchumi katika tasnia ya kibayoteki, na kuunda mahitaji ya wafanyikazi wenye ujuzi. Hata hivyo, masuala ya kimaadili, sheria na kanuni mpya, na uwezekano wa kuzorota kwa tofauti za afya lazima kushughulikiwa kadri teknolojia hii inavyoendelea.

Kompyuta za kibayolojia zinazoendeshwa na muktadha wa seli za ubongo wa binadamu

Watafiti kutoka nyanja mbalimbali wanashirikiana kutengeneza kompyuta muhimu zinazotumia tamaduni za seli za ubongo zenye sura tatu, zinazojulikana kama organoids za ubongo, kama msingi wa kibaolojia. Mpango wao wa kufikia lengo hili umeainishwa katika makala ya 2023 iliyochapishwa katika jarida la kisayansi Mipaka katika Sayansi. Organoids ya ubongo ni utamaduni wa seli uliokuzwa katika maabara. Ingawa si matoleo madogo ya akili, yana vipengele muhimu vya utendakazi na muundo wa ubongo, kama vile niuroni na seli nyingine za ubongo zinazohitajika kwa uwezo wa utambuzi kama vile kujifunza na kumbukumbu. 

Kulingana na mmoja wa waandishi, Profesa Thomas Hartung kutoka Chuo Kikuu cha Johns Hopkins, wakati kompyuta zenye msingi wa silicon zinafaa katika hesabu za nambari, akili ni wanafunzi bora. Alitoa mfano wa AlphaGo, AI ambayo ilishinda mchezaji bora zaidi duniani wa Go mwaka 2017. AlphaGo ilifunzwa kuhusu data kutoka michezo 160,000, ambayo ingemchukua mtu anayecheza saa tano kila siku kwa miaka 175 kupata uzoefu. 

Si tu kwamba akili ni wanafunzi bora, lakini pia ni nishati zaidi. Kwa mfano, nishati inayohitajika kutoa mafunzo kwa AlphaGo inaweza kusaidia mtu mzima aliye hai kwa miaka kumi. Kulingana na Hartung, akili pia ina uwezo wa ajabu wa kuhifadhi habari, inakadiriwa kuwa terabytes 2,500. Wakati kompyuta za silikoni zinafikia kikomo, ubongo wa binadamu una takribani neuroni bilioni 100 zilizounganishwa kupitia zaidi ya 10^15 pointi za muunganisho, tofauti kubwa ya nguvu ikilinganishwa na teknolojia iliyopo.

Athari ya usumbufu

Uwezo wa akili ya organoid (OI) unaenea zaidi ya kompyuta hadi dawa. Kutokana na mbinu ya upainia iliyotengenezwa na Washindi wa Tuzo ya Nobel John Gurdon na Shinya Yamanaka, organoidi za ubongo zinaweza kuzalishwa kutoka kwa tishu za watu wazima. Kipengele hiki huruhusu watafiti kuunda oganoidi za ubongo zilizobinafsishwa kwa kutumia sampuli za ngozi kutoka kwa wagonjwa walio na matatizo ya neva kama vile Alzeima. Kisha wanaweza kufanya vipimo mbalimbali ili kuchunguza madhara ya sababu za urithi, dawa, na sumu katika hali hizi.

Hartung alieleza kuwa OI inaweza pia kutumiwa kusoma vipengele vya utambuzi wa magonjwa ya neva. Kwa mfano, watafiti wanaweza kulinganisha malezi ya kumbukumbu katika organoids inayotokana na watu wenye afya nzuri na wale walio na Alzheimer's, wakijaribu kurekebisha upungufu unaohusiana. Zaidi ya hayo, OI inaweza kutumika kuchunguza kama vitu fulani, kama vile viuatilifu, vinachangia kumbukumbu au masuala ya kujifunza.

Hata hivyo, kuunda organoid za ubongo wa binadamu na uwezo wa kujifunza, kukumbuka, na kuingiliana na mazingira yao huleta wasiwasi changamano wa kimaadili. Maswali huibuka, kama vile ikiwa viungo hivi vinaweza kupata fahamu—hata katika hali ya msingi—kupata maumivu au kuteseka na ni haki gani ambazo watu binafsi wanapaswa kuwa nazo kuhusu oganoidi za ubongo zilizoundwa kutoka kwa seli zao. Watafiti wanafahamu kikamilifu changamoto hizi. Hartung alisisitiza kuwa kipengele muhimu cha maono yao ni kukuza OI kimaadili na kwa uwajibikaji wa kijamii. Ili kushughulikia hili, watafiti wameshirikiana na wataalamu wa maadili tangu mwanzo kutekeleza mbinu ya "maadili iliyopachikwa". 

Athari za kompyuta za kibayolojia zinazoendeshwa na seli za ubongo wa binadamu

Athari pana za kompyuta za kibayolojia zinazoendeshwa na seli za ubongo wa binadamu zinaweza kujumuisha: 

• Akili ya Organoid inayoongoza kwa dawa ya kibinafsi kwa watu wanaopambana na majeraha ya ubongo au magonjwa, ambayo inaruhusu matibabu madhubuti zaidi. Maendeleo haya yanaweza kusababisha wazee kuishi maisha ya kujitegemea zaidi na kupunguza mzigo wa magonjwa na kuboresha ubora wa maisha.
• Fursa mpya za ushirikiano wa sekta mbalimbali na tasnia ya kibayoteki na dawa, ambayo inaweza kusababisha ukuaji wa uchumi na uundaji wa kazi katika sekta hizi.
• Maendeleo katika mifumo ya afya ya kitaifa. Huenda serikali zikahitaji kuwekeza katika teknolojia hii ili kudumisha hali ya ushindani na kuboresha matokeo ya afya ya umma, jambo ambalo linaweza kusababisha mijadala kuhusu ugawaji wa fedha na kuweka vipaumbele.
• Ubunifu katika nyanja zingine, kama vile akili bandia, robotiki, na habari za kibayolojia, watafiti wanapotafuta kujumuisha hesabu ya kibayolojia ili kupanua au kuongeza utendakazi wa teknolojia zilizopo. 
• Ongezeko la mahitaji ya wafanyikazi wenye ujuzi katika bioteknolojia na nyanja zinazohusiana. Mabadiliko haya yanaweza kuhitaji programu mpya za elimu na mafunzo upya.
• Wasiwasi wa kimaadili unaozunguka utumiaji wa seli na tishu za binadamu ndani ya vifaa vya elektroniki, na vile vile uwezekano wa utumiaji wa teknolojia hizi kwa madhumuni mengine isipokuwa huduma ya afya, kama vile silaha za kibayolojia au uboreshaji wa vipodozi.
• Sheria na kanuni mpya zinahitajika ili kudhibiti utumiaji, uundaji na utumiaji wa teknolojia hii, kusawazisha uvumbuzi na masuala ya maadili na usalama wa umma.
• Ujasusi wa Organoid unazidisha tofauti zilizopo katika ufikiaji wa huduma ya afya na matokeo, kwani mataifa tajiri na watu binafsi wana uwezekano mkubwa wa kufaidika na teknolojia. Kushughulikia suala hili kunaweza kuhitaji ushirikiano wa kimataifa na ugavi wa rasilimali ili kuhakikisha usambazaji sawa wa manufaa ya teknolojia hii.

Maswali ya kuzingatia

• Ni changamoto gani zingine zinazowezekana katika kukuza akili ya organoid?
• Watafiti wanawezaje kuhakikisha kuwa mahuluti haya ya mashine za kibaiolojia yanatengenezwa na kutumika kwa uwajibikaji?