Technologia 3D-MIND wkracza na salony
Autorzy publikacji zamieszczonej na łamach Nature Electronics odeszli od dotychczasowych, dwuwymiarowych eksperymentów. Postawili na złożoną, trójwymiarową sieć połączeń, taką jak w przypadku naszego mózgu. Dotychczasowe układy elektroniczne nie były w stanie skutecznie współpracować z taką strukturą, ponieważ mogły odbierać sygnały wyłącznie z powierzchni tkanki. Nowa technologia rzekomo to zmienia. I chcę wierzyć, iż faktycznie tak jest.
Czytaj też: Chiny testują interfejs mózg-komputer w kosmosie. Historyczna misja na orbicie
Urządzenie 3D-MIND przypomina elastyczną, mikroskopijną siatkę elektroniki, przez którą mogą przerastać żywe neurony. Komórki mózgowe dosłownie otaczają elektroniczne elementy, tworząc biologiczno-cyfrową hybrydę. W praktyce oznacza to, że system może jednocześnie “słuchać” aktywności neuronów i wysyłać do nich sygnały. Badacze podkreślają, że ich rozwiązanie nie działa jedynie na powierzchni tkanki, lecz pozwala zagłębić się wewnątrz trójwymiarowej sieci neuronowej. Dzięki temu możliwe staje się śledzenie aktywności komórek w sposób znacznie dokładniejszy niż wcześniej.
Naukowcy tłumaczą, że inspiracją dla projektu był rosnący problem związany z energochłonnością współczesnej sztucznej inteligencji. Dzisiejsze modele AI, w tym zaawansowane systemy generatywne, wymagają ogromnych centrów danych i gigantycznych ilości energii elektrycznej. Tymczasem ludzki mózg wykonuje niewiarygodnie złożone operacje przy zużyciu energii porównywalnym do zwykłej żarówki. To właśnie ta różnica skłoniła badaczy do zadania pytania: zamiast próbować kopiować mózg za pomocą krzemowych procesorów, dlaczego nie wykorzystać prawdziwych neuronów jako części systemu obliczeniowego?
Hybryda neuronów z elektroniką to nie tylko teoretyczna rewolucja
Według autorów projektu nowa technologia może doprowadzić do powstania zupełnie nowego rodzaju komputerów biologicznych. W takim scenariuszu żywe sieci neuronowe byłyby wykorzystywane do przetwarzania informacji, uczenia się i rozpoznawania wzorców, podczas gdy elektronika odpowiadałaby za komunikację, kontrolę oraz interpretację sygnałów. Już teraz badacze twierdzą, że ich system potrafi trenować połączenia neuronowe i monitorować ich zmiany przez wiele miesięcy. To niezwykle ważne, ponieważ stabilność takich układów od dawna była jednym z największych problemów neurotechnologii.
Istotna jest tutaj elastyczność zastosowanych materiałów. Elektroniczna siatka została zaprojektowana tak, aby była miękka i podatna na odkształcenia podobnie jak prawdziwa tkanka mózgowa. Dzięki temu neurony nie traktują urządzenia jak obcego ciała i mogą rozwijać się wokół niego przez długi czas bez uszkodzeń. To ogromna przewaga nad tradycyjnymi implantami neurologicznymi, które często powodują stany zapalne lub stopniowe pogarszanie jakości sygnału.
Czytaj też: System wizyjny inspirowany mózgiem rozkłada dotychczasowe technologie na łopatki
Ale nie byłbym sobą, gdybym nie zapytał o praktyczne zastosowania. Twórcy technologii uważają, że 3D-MIND może przydać się nie tylko w komputerach przyszłości, lecz również w medycynie. System pozwala bowiem tworzyć realistyczne modele ludzkich sieci neuronowych w warunkach laboratoryjnych. Takie miniaturowe mózgi mogłyby służyć do testowania leków, badania chorób neurologicznych czy analizowania rozwoju schorzeń takich jak Alzheimer, Parkinson bądź epilepsja. Zamiast eksperymentować bezpośrednio na ludziach lub zwierzętach, naukowcy mogliby obserwować reakcje biologicznych sieci neuronowych połączonych z elektroniką. Sytuacja kształtuje się więc naprawdę interesująco.
Źródło: Nature Electronics
