بیوکمپیوترهای زنده سلول مغز اکنون در حال آموزش روی دوپامین هستند

بیوکمپیوترهای زنده سلول مغز، مانند آنهایی که توسط FinalSpark و Cortical Labs ساخته شده‌اند، یک مرز جدید در فناوری محاسبات هستند. این سیستم‌ها از سلول‌های مغز انسان که اغلب به ارگانوئید تبدیل می‌شوند، برای پردازش اطلاعات و یادگیری وظایف استفاده می‌کنند.

 

مروری بر زیست کامپیوترهای سلول مغز زنده

(1) مفهوم زیست محاسباتی: زیست رایانه‌ها سلول‌های مغز زنده را در سیستم‌های محاسباتی ادغام می‌کنند و از کارایی و سازگاری نورون‌های بیولوژیکی استفاده می‌کنند. هدف این رویکرد ایجاد پلتفرم‌های محاسباتی کارآمدتر و شهودی‌تر در مقایسه با سیستم‌های سنتی مبتنی بر سیلیکون است [1][2].

(2) آموزش ناشی از دوپامین: دوپامین به عنوان یک سیگنال پاداش برای آموزش این بیوکمپیوترها استفاده می‌شود. با آزاد کردن دوپامین در پاسخ به رفتارهای مورد نظر، محققان می‌توانند تشکیل مسیرهای عصبی جدید را تشویق کنند و به طور موثر به سلول‌های مغزی برای انجام وظایف خاص آموزش دهند [1][7].

(3) ساختار ارگانوئیدی: ارگانوئیدهای مغزی ساختارهای سه بعدی هستند که از سلول‌های بنیادی رشد می‌کنند و جنبه‌های خاصی از بافت مغز را تقلید می‌کنند. این ارگانوئیدها از طریق الکترودها به تراشه‌های سیلیکونی متصل می‌شوند و امکان تحریک الکتریکی و بازخورد را فراهم می‌کنند [2][4].

کاربردها و مزایا

(1) کارایی و یادگیری: زیست رایانه‌ها کارایی و قابلیت‌های یادگیری امیدوارکننده‌ای را نشان می‌دهند. برای مثال، DishBrain از Cortical Labs یاد گرفت که *پنگ* را در عرض چند دقیقه بازی کند، که سازگاری سریع و مصرف کم انرژی را نشان داد [3][4].

(2) کاربردهای بالقوه: این سیستم‌ها می‌توانند زمینه‌هایی مانند آزمایش دارو و تحقیقات عصبی را با ارائه مدل‌های دقیق‌تر از عملکرد مغز انسان متحول کنند [3][5].

(3) ادغام رباتیک: پیشرفت‌های اخیر شامل یکپارچه‌سازی کامپیوترهای زیستی با روباتیک است که آنها را قادر می‌سازد ربات‌ها را از طریق رفتارهای آموخته شده کنترل کنند [4].

چالش‌ها و ملاحظات اخلاقی

(1) نگرانی‌های اخلاقی: استفاده از سلول‌های مغز انسان سوالات اخلاقی را در مورد درمان و استفاده از مواد بیولوژیکی در محاسبات ایجاد می‌کند [1][7].

(2) مقیاس‌پذیری و طول عمر: در حال حاضر، طول عمر این ارگانوئیدها محدود است و افزایش تولید در عین حفظ قابلیت حیات یک چالش مهم است [1][6].

(3) دسترسی و هزینه: FinalSpark دسترسی به این بیوکمپیوترها را برای اهداف تحقیقاتی ارائه می‌دهد، اما هزینه و دسترسی همچنان موانعی برای پذیرش گسترده است [6].

نتیجه‌گیری

بیوکمپیوترهای زنده سلول مغز، حوزه تحقیقاتی پیشگامانه‌ای را نشان می‌دهند که پیشرفت‌های بالقوه‌ای در کارایی، سازگاری و بینش بیولوژیکی ارائه می‌دهند. با این حال، آنها همچنین چالش‌های اخلاقی و عملی را ایجاد می‌کنند که باید با تکامل این فناوری به آنها پرداخت.

Citations:

[1] https://www.sify.com/science-tech/this-computer-uses-human-brain-cells-and-runs-on-dopamine/

[2] https://newatlas.com/computers/finalspark-bio-computers-brain-organoids/

[3] https://www.fanaticalfuturist.com/2024/12/this-startup-is-scaling-biological-computers-to-challenge-nvidia-in-ai/

[4] https://newatlas.com/robotics/brain-organoid-robot/

[5] https://www.frontiersin.org/journals/science/articles/10.3389/fsci.2023.1017235/full

[6] https://www.deccanherald.com/technology/biocomputers-made-of-human-brain-neuron-cells-are-up-for-rent-3164379

[7] https://www.scientificamerican.com/article/these-living-computers-are-made-from-human-neurons/

[8] https://www.linkedin.com/posts/1darshandave_living-brain-cell-biocomputers-are-now-training-activity-7202322971632287744-P6LW