คอมพิวเตอร์แห่งอนาคตจะได้รับการออกแบบจากเซลล์สมองของมนุษย์หรือไม่?

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคอมพิวเตอร์แห่งอนาคตขับเคลื่อน... ด้วยสมองจิ๋ว? นี่เป็นโครงการที่ค่อนข้างบ้าระห่ำของทีมนักวิจัยนานาชาติ นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ ในนิตยสารพรมแดนทางวิทยาศาสตร์,พวกเขาเผยแพร่แผนการอันทะเยอทะยานสำหรับสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าจริงๆ“ความฉลาดอินทรีย์”- เอ "ขอบเขตใหม่สำหรับชีวสารสนเทศศาสตร์"ซึ่งจะได้ประโยชน์จากความก้าวหน้าในการเพาะเลี้ยงอวัยวะในหลอดทดลองเพื่อสร้าง "โปรเซสเซอร์" ทางชีวภาพที่ขับเคลื่อนโดยเครือข่ายที่ซับซ้อนของเซลล์สมองของมนุษย์

ออร์แกนอยด์, เคซาโก้?

ในการทำเช่นนี้ พวกเขาต้องอาศัยการวิจัยมากกว่าสิบปีเกี่ยวกับสิ่งที่นักชีววิทยาเรียกว่าสารอินทรีย์ ไม่มีนิยายวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังชื่อแปลก ๆ นี้ หมายถึงโครงสร้างเซลล์สามมิติที่ปลูกจากสเต็มเซลล์ซึ่งก่อตัวเป็นอวัยวะขนาดเล็ก แม้ว่าจะไม่สามารถจำลองอวัยวะจริงได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ออร์การอยด์มีการนำไปใช้ในทางชีววิทยาเช่นเดียวกับในทางการแพทย์มากกว่าพันรายการ โดยช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาพฤติกรรมของอวัยวะภายนอกร่างกายมนุษย์ เพื่อจำกัดการทดลองในสัตว์ระหว่างการพัฒนายา และยังมีส่วนช่วยในการวิจัยต่อต้านมะเร็งด้วย และโรคหายาก

อวัยวะจำนวนมาก "เติบโต" ในรูปแบบออร์การอยด์ แต่เป็นสมองที่เป็นที่สนใจเป็นพิเศษสำหรับนักวิจัยของ John Hopkins และผู้ร่วมงาน พวกเขาหวังว่าจะประสบความสำเร็จในการพัฒนา "สมองจิ๋ว" ที่จะทำหน้าที่เหมือนไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีความสามารถ“จัดเก็บและคำนวณอินพุต» จากผู้ใช้

ตามที่นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้กล่าวว่าตัวประมวลผลทางชีววิทยาดังกล่าวจะมีข้อได้เปรียบเหนือชิปซิลิคอนนับไม่ถ้วน อย่างน้อยสำหรับแอปพลิเคชันบางอย่าง“สมองของมนุษย์ช้ากว่าเครื่องจักรในการประมวลผลข้อมูลง่ายๆ เช่น เลขคณิต แต่พวกมันมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องจักรในการประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนมาก เพราะสมองดีกว่าในการประมวลผลข้อมูลที่กระจัดกระจายและ/หรือไม่แน่ใจ »พวกเขาเขียน ข้อดีประการที่สองของน้ำหนัก คือ ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก

เพื่อสนับสนุนการสาธิต พวกเขากล้าที่จะเปรียบเทียบระหว่าง Frontierคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก…และสมองของมนุษย์ ดังนั้น เครื่อง “exaflop” เครื่องแรกจะมีความสามารถในการคำนวณไม่มากก็น้อยเท่ากับของสมอง ซึ่งประมาณไว้ที่ 1 exaflop หรือการทำงานหนึ่งพันล้านล้านครั้งต่อวินาที แต่มันต้องใช้พลังงาน 21 เมกะวัตต์ในการทำงาน ในเมื่อเราต้องการเพียง 10 ถึง 20 วัตต์เพื่อทำให้เซลล์ประสาทของเราเคลื่อนไหว!

ความสามารถในการเรียนรู้ของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยายังเหนือกว่าคอมพิวเตอร์อีกด้วย นักวิจัยได้ยกตัวอย่าง AI AlphaGo อันโด่งดังจาก Deepmind ซึ่งเอาชนะผู้เล่นที่ดีที่สุดในโลกของ Go ในปี 2559-AlphaGo ได้รับการฝึกอบรมเกี่ยวกับข้อมูลจาก 160,000 เกม; มนุษย์ที่เล่นห้าชั่วโมงต่อวันจะต้องเล่นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลากว่า 175 ปีจึงจะสัมผัสประสบการณ์เกมฝึกหัดจำนวนเท่าเดิม ซึ่งบ่งชี้ว่าสมองมีประสิทธิภาพมากขึ้นในกิจกรรมการเรียนรู้ที่ซับซ้อนนี้ -นอกจากนี้ การฝึกอบรม AlphaGo ยังต้องใช้พลังงานจำนวนหนึ่งเทียบเท่ากับที่จำเป็นในการ “สนับสนุนการเผาผลาญของมนุษย์เป็นเวลาสิบปี-

ความท้าทายอันยิ่งใหญ่

ประสิทธิภาพที่คู่ควรกับคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกโดยแทบไม่สิ้นเปลืองอะไรเลย: แนวโน้มของการประมวลผลแบบ "ชีวภาพ" นั้นน่าดึงดูดใจ แต่ความท้าทายในการบรรลุเป้าหมายนี้« หน่วยสืบราชการลับ Organoïde »ที่นักวิจัยเรียกร้องนั้นยิ่งใหญ่มาก Thomas Hartung ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สุขภาพสิ่งแวดล้อมที่ Johns Hopkins University ซึ่งเป็นผู้นำในความพยายามนี้พร้อมยอมรับมัน-“คงต้องใช้เวลาหลายทศวรรษก่อนที่เราจะได้สิ่งที่เทียบเคียงได้กับคอมพิวเตอร์ทุกประเภท-แต่ถ้าเราไม่เริ่มสร้างโครงการให้ทุนสำหรับสิ่งนี้ มันจะยากขึ้นมาก-

ก่อนอื่นจะต้อง "ปลูกฝัง" สารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เซลล์ที่ได้รับจากมหาวิทยาลัยในอเมริกามีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.5 มม. และมีเซลล์เพียง 100,000 เซลล์ ซึ่งน้อยกว่าสมองของมนุษย์ถึงสามล้านเท่า เป็นเรื่องยากจริงๆ ที่จะ "เติบโต" อวัยวะเล็กๆ เหล่านี้ ซึ่งไม่มีระบบหลอดเลือดเพื่อชำระล้างเซลล์ และหัวใจของหัวใจจะกลายเป็นเนื้อตาย นักวิทยาศาสตร์จึงจินตนาการถึง "ระบบไมโครฟลูอิดิกแบบ 3 มิติ" ที่จะหล่อเลี้ยงออร์แกนอยด์และอพยพของเสีย... และยังคงต้องพัฒนาต่อไป วัตถุประสงค์ ? รอ 10 ล้านเซลล์

เราจะจับและบันทึกการตอบสนองของ “ตัวประมวลผล” ทางชีววิทยานี้ได้อย่างไร ขอย้ำอีกครั้งว่าการวิจัยที่จะดำเนินการนั้นมีมากมายมหาศาล นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานโดยเฉพาะกับเครือข่ายของไมโครอิเล็กโทรด ซึ่งการทำงานได้รับแรงบันดาลใจจากเทคนิคอิเล็กโตรเซนเซฟาโลแกรม ซึ่งจะล้อมรอบออร์การอยด์เพื่อวิเคราะห์การตอบสนองของเซลล์ แม้แต่เทคนิคที่ "รุกราน" ก็แม่นยำยิ่งขึ้น แต่ก็ซับซ้อนยิ่งขึ้นในการนำไปใช้

อื่นท้าทายขนาด: วิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมหาศาลที่สารอินทรีย์เหล่านี้จะสร้างขึ้น ไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์เลยที่ต้องใช้ไอทีแบบดั้งเดิมและเทคนิคที่ล้ำสมัยเพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องเชื่อมต่อพวกมันไม่ทางใดก็ทางหนึ่งกับ AI ที่สามารถแยกผลรวมนี้และจัดเก็บข้อมูลไว้ในศูนย์ข้อมูลด้วยความจุขนาดยักษ์

พอจะกล่าวได้ว่า "คอมพิวเตอร์ชีวภาพ" เครื่องแรกไม่ได้มีไว้สำหรับวันพรุ่งนี้แต่ยังห่างไกลจากมัน ตามที่ Madeline Lancaster นักวิจัยชาวอังกฤษที่เชี่ยวชาญด้านออร์การอยด์ในสมอง กล่าวว่า เป็นความคิดที่ดีที่จะไม่กระตือรือร้นเกินไปให้สัมภาษณ์โดย.ไฟแนนเชียลไทมส์เธออารมณ์: “มันฟังดูคล้ายกับนิยายวิทยาศาสตร์มาก และถึงแม้ว่ามันจะน่าสนใจ แต่วิทยาศาสตร์ก็ยังมาไม่ถึง”

สารอินทรีย์สามารถพัฒนาจิตสำนึกได้หรือไม่?

นี่อาจไม่ใช่เรื่องเลวร้าย เพราะนอกเหนือจากคำถามทางวิทยาศาสตร์แล้ว ยังมีคำถามเชิงจริยธรรมที่ยุ่งยากเกี่ยวกับการพัฒนาสมองอีกด้วยในหลอดทดลองซึ่งผู้วิจัยไม่ได้หลีกเลี่ยงในการนำเสนอ

สารอินทรีย์ในสมองที่ซับซ้อนกว่าสารที่ปลูกในปัจจุบันสามารถพัฒนารูปแบบหนึ่งของจิตสำนึกได้หรือไม่? ดังนั้น “พวกเขาจะรู้สึกเจ็บปวดหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น พวกเขาจะทนทุกข์ แม้จะเป็นเพียงวิธีเบื้องต้นก็ตาม -พวกเขาถามตัวเอง

เห็นได้ชัดว่าคำถามเหล่านี้ยังไม่มีคำตอบในขณะนี้ แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะต้องมีการถกเถียงกันในอนาคต: “เพื่อประเมินว่าสารอินทรีย์แสดงเกณฑ์การรับรู้หรือไม่ จำเป็นต้องได้รับความเห็นพ้องต้องกันว่าเกณฑ์เหล่านี้คืออะไร» หมายถึงรายงานของนักวิจัย ซึ่งระบุว่าอย่างไรก็ตามโครงการ“ไม่ใช่การสร้างจิตสำนึกของมนุษย์ขึ้นมาใหม่ แต่เป็นแง่มุมการทำงานที่เชื่อมโยงกับการเรียนรู้ การรับรู้ และการคำนวณ -พวกเขายังคงสนับสนุนการอภิปรายในวงกว้าง: “การวิเคราะห์ทางจริยธรรมที่ครอบคลุมของข่าวกรองออร์แกนอยด์จะต้องอาศัยข้อมูลจากผู้ชมที่หลากหลายและผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่เกี่ยวข้องทั้งหมด”นอกจากนี้ ทีมนักชีวจริยธรรมยังเกี่ยวข้องกับโครงการนี้ด้วย“นี่เป็นดินแดนที่ยังไม่ได้สำรวจโดยสิ้นเชิง» บทความกล่าว ด้วยอาการวิงเวียนศีรษะ

🔴 เพื่อไม่พลาดข่าวสาร 01net ติดตามเราได้ที่Google ข่าวสารetวอทส์แอพพ์-

แหล่งที่มา : พรมแดนทางวิทยาศาสตร์