FinalSpark: računari od živih neurona kao budućnost umjetne inteligencije
Možete li zamisliti računar koji radi na živim ćelijama, a ne na siliciju? Upravo to razvija švicarska kompanija FinalSpark, koja eksperimentiše s minijaturnim organima mozga – organoidima – kako bi stvorila novu generaciju računara i umjetne inteligencije. FinalSpark su 2014. osnovali dr. Fred Jordan i dr. Martin Kutter, s idejom da naprave „thinking machine“ – […] The post FinalSpark: računari od živih neurona kao budućnost umjetne inteligencije appeared first on Nauka govori.
Možete li zamisliti računar koji radi na živim ćelijama, a ne na siliciju? Upravo to razvija švicarska kompanija FinalSpark, koja eksperimentiše s minijaturnim organima mozga – organoidima – kako bi stvorila novu generaciju računara i umjetne inteligencije.
FinalSpark su 2014. osnovali dr. Fred Jordan i dr. Martin Kutter, s idejom da naprave „thinking machine“ – mašinu koja može zaista razmišljati, a ne samo imitirati ljudsku logiku pomoću statistike.
„Nakon nekoliko godina fundamentalnog istraživanja u oblasti digitalne umjetne inteligencije, osnivači Fred i Martin shvatili su da digitalna AI troši previše energije, što je za mali startup preskupo. Da bi napravili razliku, morali su smisliti nešto potpuno drugačije. Njihov prvi zaposlenik, Jean-Marc, imao je iskustva s živim neuronima iz projekta u laboratoriji prof. Markrama, neuroznanstvenika i osnivača Human Brain Projecta. Zbog toga su Fred i Martin odlučili pokušati izgraditi računar od živih neurona“, objašnjava naučnica dr. Ewelina Kurtys, uključena u projekt.
Bioprocesor, koji se sastoji od četiri organoida mini-mozga povezanih elektrodama, izvor: Jordan et al., Frontiers in Artificial Intelligence, 2024
Kako rade ovi „živi“ računari?
U laboratoriji u švicarskom Veveyju uzgajaju se tzv. organoidi – mali sklopovi živih neurona dobijenih iz ljudskih ćelija kože. Ti organoidi se zatim povezuju s elektrodom mrežom koja je spojena na računar. „Organoide postavimo na osam elektroda povezanih s digitalnim hardverom. Na taj način, pisanjem Python koda možemo stimulirati neurone i prikupljati signale koje šalju“, objašnjava dr. Kurtys.
Prvi eksperimenti već pokazuju rezultate. „Uspjeli smo pohraniti jedan bit informacije, ali ovo je tek početak razvoja“, kaže ona. Najveća prednost leži u energetskoj efikasnosti: „Živi neuroni troše milion puta manje energije u poređenju sa silicijskim hardverom.“
Fred Jordan i Martin Kutter, courtesy FinalSpark
Šta su organoidi mozga?
Organoidi mozga su minijaturni, pojednostavljeni modeli mozga, dobijeni iz ljudskih matičnih ćelija. To nisu „pravi mozgovi“, već mali trodimenzionalni sklopovi neurona i drugih moždanih ćelija koji oponašaju neke osnovne funkcije mozga, poput stvaranja električnih impulsa i međusobne komunikacije neurona.
Organoidi mozga hrane se putem hranljivog medija – posebne tekućine u kojoj plutaju u laboratoriji. Taj medij sadrži šećere, aminokiseline, vitamine, proteine i faktore rasta koji su im potrebni za opstanak i razvoj. Naučnici redovno mijenjaju i obnavljaju taj rastvor, jer organoidi nemaju krvne sudove kojima bi prirodno dobijali hranu i kisik.
Naučnici ih koriste za proučavanje razvoja mozga, otkrivanje mehanizama neuroloških bolesti i testiranje novih lijekova, a kako vidimo, mogu se koristiti i kao biološki procesori.
Start-up FinalSpark je u početku eksperimentirao sa matičnim ćelijama paciva i miševa, a sada koristi ljudske inducirane pluripotentne ćelije (iPSC).
„Držimo ih maksimalno tri mjeseca, kada umru zamjenjujemo ih, imamo efikasan proces zamjene“, kazao je za Nauka govori dr Fred Jordan.
Od laboratorije do svjetske mreže
FinalSpark je stvorio Neuroplatformu – prvi biokomputerski sistem na svijetu dostupan putem interneta. Zahvaljujući tome, istraživači s univerziteta mogu na daljinu slati impulse neuronima i pratiti njihove reakcije. Tokom pandemije COVID-19, sistem je dodatno razvijen kako bi naučnici mogli raditi eksperimente čak i od kuće.
Kompanija je razvila i specijalizirane alate za rad s neuronima: programe koji optimiziraju stimulaciju, analiziraju električne signale i čak omogućavaju hemijsku stimulaciju pomoću neurotransmitera poput dopamina ili serotonina.
Šta donosi budućnost?
Vizija FinalSparka je da jednog dana nastanu bioserveri – centralni biokomputeri dostupni korisnicima širom svijeta, nalik današnjim cloud servisima. „Živi neuroni su vrlo skalabilni. Vjerujemo da će omogućiti generativnoj AI i drugim modelima da rade mnogo jeftinije i efikasnije“, smatra dr. Kurtys.
„Vidimo ovo kao veoma moćnu alternativu silicijskom hardveru, koja će omogućiti pokretanje generativne umjetne inteligencije i drugih modela zasnovanih na neuronskim mrežama mnogo jeftinije“, dodala je dr Kurtys.
Pitanja etike i sigurnosti svakako postoje, ali ideja se uklapa u širi trend prelaska s vještačkih na biološka rješenja u medicini, farmaciji i tehnologiji. Ako su organi iz laboratorije, imunoterapija i DNK memorija već dio stvarnosti, zašto to ne bi možda postali i „živi računari“?
Dr. Fred Jordan, suosnivač kompanije, ističe da organoidi mogu revolucionirati generativnu umjetnu inteligenciju i omogućiti računarima da se još više približe ljudskom načinu razmišljanja. Šta god da se desi s ovim idejama, i da li će one zaživjeti, rad Final Spark start-upa je svakako zanimljiv koncept.
Reference:
- Jordan FD, Kutter M, Comby JM, Brozzi F, Kurtys E. Open and remotely accessible Neuroplatform for research in wetware computing. Front Artif Intell. 2024 May 2;7:1376042. doi: 10.3389/frai.2024.1376042. PMID: 38756757; PMCID: PMC11097343.
- FinalSpark website
The post FinalSpark: računari od živih neurona kao budućnost umjetne inteligencije appeared first on Nauka govori.
Koja je vaša reakcija?
