Právě takovou možnost zkoumá australský startup Cortical Labs, který vyvíjí experimentální biologické počítače založené na kulturách lidských neuronů. Firma dokonce mluví o budoucích „biologických datových centrech“, kde by místo klasických procesorů pracovaly tisíce miniaturních neuronových systémů.
Zní to jako science fiction. Přesto jde o reálný výzkum, který už několik let sledují neurovědci i specialisté na umělou inteligenci.
Když neurony hrají videohru
Základ technologie vznikl v experimentu známém jako DishBrain. Vědci v něm pěstovali živé neurony na mikročipu vybaveném elektrodami. Ty dokázaly buňkám posílat elektrické signály a zároveň zaznamenávat jejich reakce.
Výsledkem byl nečekaný experiment: neuronová kultura se dokázala naučit reagovat na jednoduchou verzi videohry Pong.
Studie publikovaná v prestižním časopise Neuron naznačila, že živé neurony mohou adaptivně reagovat na zpětnou vazbu a učit se řešit jednoduché úlohy.
Nešlo samozřejmě o vědomí ani skutečné „hraní hry“. Spíše o ukázku toho, že biologická neuronová síť může reagovat na informace podobně jako velmi primitivní forma umělé inteligence.
Co je to „wetware“
Startup dnes používá pro svou technologii výraz wetware – tedy biologickou alternativu k hardwaru a softwaru. Princip je relativně jednoduchý - neurony vypěstované z kmenových buněk jsou umístěny na mikročipu, čip posílá buňkám elektrické impulzy a elektrody zároveň snímají jejich reakce.
Tyto reakce pak tvoří výstup systému. Jde tedy o hybrid mezi biologickým organismem a elektronickým zařízením.
Proč to vědce zajímá
Hlavní důvod, proč se o podobný výzkum zajímá stále více laboratoří, je energetická efektivita. Lidský mozek spotřebuje přibližně 20 wattů energie, což je méně než běžná žárovka. Moderní grafické procesory používané pro trénování velkých AI modelů mohou naproti tomu spotřebovávat stovky wattů energie.
Pokud by se podařilo využít biologické neurony jako výpočetní systém, mohly by být teoreticky výrazně úspornější než současné čipy.
Data centra z živých buněk?
Právě na tuto možnost Cortical Labs sází. Firma oznámila plán vybudovat experimentální biologická výpočetní zařízení například v Austrálii nebo v Singapuru.
Místo racků plných grafických procesorů by zde pracovaly stovky nebo tisíce biologických jednotek, z nichž každá obsahuje kulturu neuronů na mikročipu.
Zatím je ale důležité zdůraznit, že jde především o experimentální technologii. Výkon těchto systémů je dnes stále velmi omezený a není jasné, zda by někdy mohly konkurovat klasickým procesorům.
Nový směr výzkumu
Podobné projekty ale otevírají nový vědecký obor označovaný jako organoid computing. Jeho cílem není jen vytvářet nové typy počítačů, ale také lépe pochopit, jak funguje samotný mozek.
Neuronové kultury totiž mohou sloužit jako modely pro studium učení, paměti, i neurologických onemocnění. I kdyby tedy biologické počítače nikdy nenahradily dnešní datová centra, jejich výzkum může přinést důležité poznatky o fungování lidského mozku.
Technologie na pomezí biologie a informatiky
Myšlenka počítačů založených na živých buňkách tak dnes stojí někde mezi experimentální neurovědou a futuristickou vizí budoucnosti výpočetní techniky. Ještě před několika desetiletími by podobný koncept patřil výhradně do science fiction.
Dnes se však první experimenty s biologickými neuronovými systémy skutečně odehrávají v laboratořích.
A ukazují, že hranice mezi biologií a technologií může být mnohem tenčí, než jsme si ještě nedávno dokázali představit.
Věděli jste, že…
Neuronové kultury používané v experimentu DishBrain obsahovaly přibližně 800 000 neuronů. Pro srovnání: lidský mozek má asi 86 miliard neuronů. I tak malý biologický systém však dokázal reagovat na zpětnou vazbu a upravovat své chování – což je schopnost, kterou vědci spojují se základní formou učení.
Zdroje: Bloomberg, Nature, Frontiersin, Science Alert, Futurism, img ai generated leonardo ai
