Команда излагает свой план создания "органоидного интеллекта" сегодня в журнале Рубежи в науке.

"Вычисления и искусственный интеллект были движущей силой технологической революции, но они достигли предела", - сказал Томас Хартунг, профессор наук об охране окружающей среды в Школе общественного здравоохранения Блумберга Джона Хопкинса и инженерной школе Уайтинга, который возглавляет работу. "Биокомпьютинг - это огромные усилия по сокращению вычислительной мощности и повышению ее эффективности, чтобы преодолеть наши нынешние технологические ограничения".

В течение почти двух десятилетий ученые использовали крошечные органоиды, выращенную в лаборатории ткань, напоминающую полностью выращенные органы, для экспериментов на почках, легких и других органах, не прибегая к тестированию на людях или животных. Совсем недавно Хартунг и его коллеги из Университета Джона Хопкинса работали с органоидами мозга, шариками размером с авторучку с нейронами и другими функциями, которые обещают поддерживать базовые функции, такие как обучение и запоминание.

"Это открывает возможности для исследований того, как работает человеческий мозг", - сказал Хартунг. "Потому что вы можете начать манипулировать системой, делая вещи, которые вы не можете этически делать с человеческим мозгом".

Хартунг начал выращивать и собирать клетки мозга в функциональные органоиды в 2012 году, используя клетки из образцов кожи человека, перепрограммированные в состояние, подобное эмбриональным стволовым клеткам. Каждый органоид содержит около 50 000 клеток, размером примерно с нервную систему плодовой мушки. Теперь он представляет себе создание футуристического компьютера с такими мозговыми органоидами.

По словам Хартунга, компьютеры, работающие на этом "биологическом оборудовании", могут в следующем десятилетии начать снижать энергопотребление суперкомпьютеров, которые становятся все более неустойчивыми. Несмотря на то, что компьютеры обрабатывают вычисления, связанные с числами и данными, быстрее, чем люди, мозг намного умнее в принятии сложных логических решений, например, в отличии собаки от кошки.

"Мозг по-прежнему не имеет себе равных среди современных компьютеров", - сказал Хартунг. "Frontier, новейший суперкомпьютер в Кентукки, представляет собой установку площадью 6 800 квадратных футов стоимостью 600 миллионов долларов. Только в июне прошлого года он впервые превысил вычислительные возможности одного человеческого мозга, но потреблял в миллион раз больше энергии".

По словам Хартунга, могут пройти десятилетия, прежде чем органоидный интеллект сможет привести в действие систему, столь же умную, как мышь. Но, расширяя производство органоидов мозга и обучая их искусственному интеллекту, он предвидит будущее, в котором биокомпьютеры будут поддерживать превосходную скорость вычислений, вычислительную мощность, эффективность обработки данных и возможности хранения.

"Пройдут десятилетия, прежде чем мы достигнем цели создания чего-то, сравнимого с любым типом компьютера", - сказал Хартунг. "Но если мы не начнем создавать программы финансирования для этого, это будет намного сложнее".

Органоидный интеллект также может революционизировать исследования по тестированию лекарств на расстройства развития нервной системы и нейродегенерацию, сказала Лена Смирнова, доцент кафедры гигиены окружающей среды и инженерии Университета Джона Хопкинса, которая совместно руководит исследованиями.

"Мы хотим сравнить органоиды мозга от доноров с типичным развитием и органоиды мозга от доноров с аутизмом", - сказала Смирнова. "Инструменты, которые мы разрабатываем для биологических вычислений, - это те же инструменты, которые позволят нам понять изменения в нейронных сетях, характерные для аутизма, без необходимости использовать животных или обращаться к пациентам, чтобы мы могли понять основные механизмы, почему у пациентов возникают эти когнитивные проблемы и нарушения".

Чтобы оценить этические последствия работы с органоидным интеллектом, в состав команды был включен разнообразный консорциум ученых, специалистов по биоэтике и представителей общественности.

Johns Hopkins authors included: Brian S. Caffo, David H. Gracias, Qi Huang, Itzy E. Morales Pantoja, Bohao Tang, Donald J. Zack, Cynthia A. Berlinicke, J. Lomax Boyd, Timothy DHarris, Erik C. Johnson, Jeffrey Kahn, Barton L. Paulhamus, Jesse Plotkin, Alexander S. Szalay, Joshua T. Vogelstein, and Paul F. Worley.

Среди других авторов были: Бретт Дж. Каган из Cortical Labs; Элиссон Р. Муотри из Калифорнийского университета в Сан-Диего; и Йенс К. Швамборн из Люксембургского университета.