Учёные из лаборатории FinalSpark в Швейцарии создают компьютеры на основе сетей нейронов, выращенных в лаборатории из стволовых клеток человека. Эти органоиды подключают к электродам для обмена электрическими сигналами с обычными компьютерами. Это первый шаг к обучению нейронов распознавать входные данные и генерировать ответ, подобно машинному обучению.
Метод включает культивирование стволовых клеток, полученных из кожи человека в клинике Японии. Клетки превращают в кластеры нейронов и поддерживающих клеток, формируя органоиды в чашке Петри. Структурам дают созреть несколько месяцев, после чего подключают электроды. Сигналы с клавиатуры передают органоидам, вызывая электрическую активность, видимую на графике, похожем на электроэнцефалограмму. Взаимодействие происходит через электрическую стимуляцию живой ткани.
Фото: Niaid, FinalSpark
Органоиды живут до четырёх месяцев, но разработка сталкивается с проблемой: без кровеносных сосудов они ограничены в питании. За последние пять лет учёные зафиксировали около 1000–2000 случаев интенсивных всплесков электрической активности перед гибелью органоида.
«Есть много того, чего мы ещё не понимаем в том, что делают органоиды и почему», — отметил сооснователь FinalSpark Фред Джордан, пошутив, что, возможно, «разозлил их».
Подобные разработки ведутся и в других лабораториях. В 2022 году австралийская компания Cortical Labs сообщила, что выращенные нейроны научились играть в игру Pong.
Биокомпьютеры на основе органоидов могут дополнить кремниевые процессоры в нишевых задачах, улучшить моделирование болезней и сократить использование животных в тестах. Лидер исследований Лена Смирнова из Johns Hopkins University считает, что это не замена, а дополнение, полезное для изучения неврологических расстройств, таких как болезнь Альцгеймера и аутизм.
