Jedno z badań w tej sprawie zostało zaprezentowane na łamach Frontiers in Neuroscience. Tworzone przez naukowców organoidy mogą być później używane między innymi do tworzenia neurobiologicznych systemów obliczeniowych, które uczą się na podstawie mniejszej ilości danych i charakteryzują się znacznie niższym zapotrzebowaniem na energię.
Przeciętny organoid ma 500 mikrometrów średnicy, a miarę rozwoju tego typu struktur ich neurony składowe zaczynają łączyć się w sieci i wykazywać wzorce aktywności, które naśladują struktury różnych obszarów mózgu.
Czytaj też: Sztuczna inteligencja wszędzie i dla każdego. Ten mózg dla AI ma szansę zmienić świat
Dotychczasowe postępy w tym zakresie były możliwe dzięki indukowanym pluripotencjalnym komórkom macierzystym oraz technikom hodowli 3D. Te pierwsze posiadają zdolność do przekształcenia się w każdą komórkę występującą w organizmie zwierzęcia, a później są zmuszane do tworzenia konkretnych neuronów i cząstek potrzebnych do budowy danego organoidu. Z kolei dzięki zaangażowaniu technik 3D organoidy mogą rozwijać sieci międzyneuronalne widoczne w zwierzęcym mózgu. Jest to znaczący krok do przodu względem struktur 2D.
Wykorzystanie tkanek nerwowych do tworzenia mózgów pozwala na wykonywanie wydajnych i niskoenergetycznych obliczeń
Jak wyjaśnia Jens Schwamborn z Uniwersytetu Luksemburskiego, organoidy można też wykorzystać do badania rozwoju zaburzeń neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona. Da się nawet odnotować cechy choroby, o których wiadomo, że występują u pacjentów, ale jak dotąd nie dało się ich odtworzyć w laboratorium.
Co więcej, naukowcy mogą obecnie kierować rozwojem organoidów znacznie wydajniej i precyzyjniej niż kilka lat temu. To z kolei pozwala na tworzenie struktur naśladujących strukturę sieci i skład komórkowy określonych struktur korowych i podkorowych. Badacze sądzą też, że w przyszłości mogliby przekształcić systemy organoidów w organiczne jednostki przetwarzające, które mogą wykorzystać pozorne zdolności przetwarzania informacji przez tkankę nerwową, aby stworzyć elastyczne i potężne układy obliczeniowe.
Czytaj też: Komputer kwantowy zadebiutował w chemii. Naukowcy są podekscytowani możliwościami
Widzimy więc, że możliwości wykonywania obliczeń zdecydowanie nie kończą się na wykorzystaniu krzemowych układów. Używając biologicznych i syntetycznych materiałów naukowcy mogą bić kolejne rekordy wydajności w zakresie błyskawicznych kalkulacji. Pokazuje to przy okazji, że miliony, a w zasadzie miliardy lat ewolucji zapewniły nam niezwykle sprawne “komputery pokładowe”. Ich konfiguracja w zakresie wydajności i zapotrzebowania energetycznego jest na obecną chwilę znacznie lepsza aniżeli w przypadku zwykłych komputerów. Przy okazji pojawia się pytanie: gdzie naukowcy natrafią na granicę nie do przejścia? Poza tym tego typu eksperymenty mogą bez wątpienia wzbudzać wątpliwości natury moralnej, ale być może na takie dyskusje przyjdzie jeszcze pora.
