Oamenii de știință dezvoltă computere din celule ale creierului uman. La ce ne putem aștepta?

Pe măsură ce cercetătorii proeminenți în domeniul inteligenței artificiale (IA) observă limitele fazei actuale a tehnologiei, o abordare diferită atrage atenția: utilizarea celulelor creierului uman ca hardware de calcul.

Aceste „biocomputere” sunt încă la început. Pot juca jocuri simple, cum ar fi Pong, și pot efectua o recunoaștere vocală de bază.

Cu toate acestea, entuziasmul în dezvoltarea acestor computere este alimentat de trei tendințe convergente.

În primul rând, capitalul de risc se îndreaptă către orice domeniu adiacent inteligenței artificiale, ceea ce face ca ideile speculative să fie dintr-o dată finanțabile.

În al doilea rând, tehnicile de creștere a țesutului cerebral în afara corpului s-au maturizat odată cu implicarea industriei farmaceutice.

În al treilea rând, progresele rapide în domeniul interfețelor creier-computer au dus la o acceptare tot mai mare a tehnologiilor care estompează linia dintre biologie și mașini.

Rămân însă o mulțime de întrebări.

Asistăm la descoperiri veritabile sau la o nouă rundă de entuziasm tehnologic?

Ce întrebări etice apar atunci când țesutul cerebral uman devine o componentă computațională?

Ce este de fapt această tehnologie

Timp de aproape 50 de ani, neurologii au crescut neuroni pe rețele de electrozi minusculi pentru a studia modul în care aceștia se activează în condiții controlate.

La începutul anilor 2000, cercetătorii au încercat o comunicare bidirecțională rudimentară între neuroni și electrozi, punând bazele primului computer bio-hibrid. Însă progresul a stagnat până când o altă direcție de cercetare a luat avânt: organoizii cerebrali.

În 2013, oamenii de știință au demonstrat că celulele stem se pot autoorganiza în structuri tridimensionale asemănătoare creierului. Aceste organoide s-au răspândit rapid prin cercetarea biomedicală, ajutate din ce în ce mai mult de dispozitivele „organ-on-a-chip” concepute pentru a imita aspecte ale fiziologiei umane în afara corpului.

Astăzi, utilizarea țesutului neuronal derivat din celule stem este o practică obișnuită (de exemplu pentru testarea medicamentelor). Cu toate acestea, activitatea neuronală din aceste modele rămâne primitivă, departe de tiparele organizate de activare care stau la baza cogniției sau conștiinței într-un creier real.

Deși un comportament complex al rețelelor începe să apară chiar și fără prea multă stimulare externă, experții sunt în general de acord că organoizii actuali nu sunt conștienți și nici nu se apropie de acest nivel.

O matrice de microelectrozi. Credit: Bram Servais

„Inteligență organoidă”

Domeniul a intrat într-o nouă fază în 2022, când Cortical Labs, cu sediul în Melbourne, a publicat un studiu de mare anvergură care arăta cum neuronii cultivați învață să joace Pong într-un sistem cu buclă închisă.

Lucrarea a atras o atenție intensă din partea presei – nu atât pentru experimentul în sine, cât pentru utilizarea sintagmei „conștiință integrată”. Mulți neurocercetători au spus că este o exagerare a capacitățile sistemului, argumentând că termenul este înșelător sau neglijent din punct de vedere etic.

Un an mai târziu, un consorțiu de cercetători a introdus termenul mai larg „inteligență organoidă”. Acesta este un termen atrăgător și prietenos cu presa, dar riscă să implice o asemănare cu sistemele de inteligență artificială, în ciuda decalajului uriaș dintre ele.

Dezbaterile etice au rămas, de asemenea, în urma tehnologiei. Majoritatea specialiștilor se concentrează pe organoidele cerebrale ca instrumente biomedicale – nu ca componente ale sistemelor de calcul biohibride.

Cercetătorii de renume în domeniul organoidelor au solicitat actualizări urgente ale ghidurilor de etică, menționând că dezvoltarea rapidă a cercetării și chiar comercializarea depășește cadrul etic acceptat.

Între timp, în ciuda știrilor de pe prima pagină din revista Nature, mulți oameni rămân confuzi în ceea ce privește ce este de fapt un „computer viu”.

Companiile și grupurile academice din Statele Unite, Elveția, China și Australia se întrec în construirea de platforme de calcul biohibride.

Compania elvețiană FinalSpark oferă deja acces de la distanță la organoidele sale neuronale.

Cortical Labs se pregătește să livreze un biocomputer desktop numit CL1 .

Ambele companii așteaptă clienți chiar și din afara industriei farmaceutice – inclusiv cercetători în domeniul inteligenței artificiale care caută noi tipuri de sisteme de calcul.

Chiar și aspirațiile academice sunt în creștere. O echipă de la UC San Diego a propus, în mod ambițios, utilizarea sistemelor bazate pe organoide pentru a prezice traiectoriile deversărilor de petrol în Amazon până în 2028.

Anii următori vor determina dacă inteligența organoidă va transforma informatica sau va deveni o curiozitate de scurtă durată.

În prezent, afirmațiile despre inteligență sau conștiință nu sunt susținute. Sistemele de astăzi prezintă doar o capacitate simplă de a răspunde și de a se adapta, nu ceva care să semene cu o cunoaștere superioară.

În prezent activitatea cercetătorilor se concentrează pe reproducerea consecventă a unor sisteme prototip, extinderea acestora și găsirea unor utilizări practice pentru tehnologie.

Mai multe echipe explorează organoizii ca alternativă la modelele animale în neuroștiințe și toxicologie.

Un grup a propus un cadru pentru testarea modului în care substanțele chimice afectează dezvoltarea timpurie a creierului.

Alte studii arată o predicție îmbunătățită a activității cerebrale legate de epilepsie folosind neuroni și sisteme electronice.

Aceste aplicații sunt la început, dar plauzibile.

Sisteme mici, întrebări mari

O mare parte din ceea ce face ca acest domeniu să fie atractiv – și tulburător – este contextul mai larg.

Pe măsură ce miliardari precum Elon Musk urmăresc implanturi neuronale și viziuni transumaniste, inteligența organoidă ridică întrebări profunde.

Ce se consideră inteligență? Când, dacă va fi vreodată, ar putea o rețea de celule umane să merite considerație morală? Și cum ar trebui societatea să reglementeze sistemele biologice care se comportă, în moduri limitate, precum niște computere minuscule?

Tehnologia este încă la început, dar dezvoltarea sa sugerează că discuțiile despre conștiință, personalitate și etica amestecării țesuturilor vii cu mașinile ar putea deveni presante mult mai devreme decât ne așteptăm.

Traducere dupa How scientists are growing computers from human brain cells – and why they want to keep doing it