科学者は人間の細胞を搭載した「生きている」コンピューターを作るために競争する

Zoe Kleinmantechnology EditorBBC実験室で成長するバイオコンピューターのビルディングブロックサイエンスフィクションにはルーツがあるかもしれませんが、少数の研究者が生きている細胞からコンピューターを作成しようとして実際に進歩しています。BioComputingの奇妙な世界へようこそ。道をリードする人々の中には、私が会いに行ったスイスの科学者グループがいます。 ある日、彼らは、人工知能（AI）の学習方法の側面を複製する「リビング」サーバーでいっぱいのデータセンターを見ることができることを願っています - そして、現在の方法のエネルギーの一部を使用することができます。それは、私が訪れたファイナルパークラボの共同設立者であるフレッドジョーダン博士のビジョンです。私たちは皆、現在使用しているコンピューターのハードウェアとソフトウェアのアイデアに慣れています。 やや眉を上げる用語ヨルダン博士とその分野の他の人々は、彼らが作成しているものを指すために使用しています。簡単に言えば、オルガノイドと呼ばれるクラスターに開発されたニューロンの作成を伴い、これは電極に取り付けられることがあります。その時点で、ミニコンピューターのようにそれらを使用しようとするプロセスが開始できます。ジョーダン博士は、多くの人々にとって、バイオコンピューティングの概念そのものがおそらく少し奇妙であることを認めています。「サイエンスフィクションでは、人々はこれらのアイデアを長い間暮らしてきました」と彼は言いました。「「私は小さな機械のようにニューロンを使うつもりだ」とあなたが言い始めると、それは私たち自身の脳の別の見方であり、それはあなたが私たちであることを疑うようになります。」FinalsParkの場合、このプロセスは、日本のクリニックから購入するヒト皮膚細胞に由来する幹細胞から始まります。実際のドナーは匿名です。 しかし、おそらく驚くべきことに、彼らはオファーが不足していません。「私たちに近づく人がたくさんいます」と彼は言いました。 「しかし、細胞の品質が不可欠であるため、公式のサプライヤーから来る幹細胞のみを選択します。」スイスのVeveyの科学者は、人間の皮膚細胞に由来するバイオコンピューターを作成しています研究室では、ファイナルパークの細胞生物学者フローラ・ブロッツィ博士が私にいくつかの小さな白いオーブを含む料理を渡しました。それぞれの小さな球体は、本質的には、ニューロンのクラスターと支持細胞のクラスターになるように培養された生きた幹細胞で作られた、小さなラボで育てられたミニ脳です。これらは「オルガノイド」です。 彼らは人間の脳の複雑さに近いものではありませんが、同じビルディングブロックを持っています。数か月続く可能性のあるプロセスを経った後、オルガノイドは電極に取り付けられ、単純なキーボードコマンドに応答するように促されます。これは、電気信号が送信および受信される手段であり、通常のコンピューターに結果がシステムに接続されています。これは簡単なテストです。電極を介して電気信号を送信するキーを押します。それが機能する場合（常にとは限らない）、それに応じて画面に少しのアクティビティのジャンプを見ることができます。 展示されているのは、EEGのように見える移動グラフです。私はキーを数回、すぐに連続して押しますが、応答は突然停止します。次に、チャートにエネルギーの短い、独特のバーストがあります。何が起こったのかと尋ねたとき、ジョーダン博士は、オルガノイドが何をしているのか、そしてその理由についてまだ理解していないことがたくさんあると言いました。おそらく私は彼らを悩ませました。電気刺激は、バイオコンピューターのニューロンで学習をトリガーするというチームのより大きな目標に向けた重要な第一歩であり、最終的にはタスクを実行するために適応できるようにします。「AIにとって、それは常に同じことです」と彼は言いました。「いくつかの入力を与えます。使用する出力が必要です。 「たとえば、猫の写真を撮ってください。猫であるかどうかを産出物に言ってもらいたい」と彼は説明した。バイオコンピューターを生かし続けます通常のコンピューターを維持することは簡単です - 電源が必要です - しかし、Biocomputersはどうなりますか？それは科学者がまだ答えを持っていない質問です。「オルガノイドには血管がありません」と、神経工学の教授であり、ロンドンのインペリアルカレッジの神経技術センターのディレクターであるサイモン・シュルツは言いました。 「人間の脳には、複数のスケールで浸透する血管があり、それをうまく機能させるために栄養素を提供します。「私たちはそれらを適切にする方法をまだ知りません。したがって、これは最大の継続的な課題です。」1つのことは確かです。 「ウェットウェア」で死にかけているコンピューターについて話すとき、それは文字通りそうです。Finalsparkは過去4年間である程度進歩しました。そのオルガノイドは最大4か月間生き残ることができます。 しかし、最終的な終miseに関連する不気味な調査結果がいくつかあります。 時々、彼らは死ぬ前にオルガノイドからの活動の突風を観察します。「最後の数分または10秒間にアクティビティが非常に急速に増加したとき、いくつかのイベントがありました [of life]ジョーダン博士は言った。「過去5年間で、これらの個々の死の約1,000または2,000を記録したと思います。」「私たちは実験を止め、それが死んだ理由を理解しなければならないので、それは悲しいことです。そして、私たちはそれをもう一度やります」と彼は言いました。シュルツ教授は、その感傷的なアプローチに同意します「私たちはそれらを怖がらせるべきではありません。それらは、異なる材料の異なる基質から作られたコンピューターだけです」と彼は言いました。実世界のアプリケーションファイナルパークは、生物計算スペースで働いている唯一の科学者ではありません。オーストラリアの企業皮質研究所は、2022年に、人工ニューロンに初期のコンピューターゲームポンをプレイすることができたと発表しました。米国では、ジョンズホプキンス大学の研究者も、情報を処理する方法を研究するために「ミニ脳」を構築していますが、アルツハイマー病や自閉症のような神経学的状態の医薬品開発の文脈において。希望は、AIがすぐにこの種の作業を充電できるようになることです。しかし、今のところ、ジョンズ・ホプキンス大学で研究を率いているレナ・スミルノバ博士は、ウェットウェアは科学的にエキサイティングであると考えていますが、初期段階です。そして、彼女は、現在コンピューターチップに使用されている主な材料の代わりにそれを取っているという見込みはほとんどないと言いました。「バイオコンピューティングは、シリコンAIを補完する必要があります。同時に、疾患のモデリングを進め、動物の使用を削減する必要があります」と彼女は言いました。シュルツ教授は同意します：「彼らは多くのことに対してシリコンを競うことはできないと思いますが、私たちはニッチを見つけるでしょう」と彼は提案した。しかし、技術が現実世界のアプリケーションに近づいているにもかかわらず、ジョーダン博士は依然としてそのSFの起源に魅了されています。「私はいつもサイエンスフィクションのファンでした」と彼は言いました。「サイエンスフィクションの映画や本の映画があるとき、私の人生は本のようではなかったので、私はいつも少し悲しみを感じました。今、私は本を書いているように感じます。」Franchesca Hashemiによる追加レポート #科学者は人間の細胞を搭載した生きているコンピューターを作るために競争する