Мозговые органоиды и биопроцессоры продолжают появляться как инновационные технологии в области биокомпьютеров. FinalSpark, швейцарский стартап в Европе, разработал, как они утверждают, первый в мире биопроцессор, использующий органоиды человеческого мозга. Эти органоиды представляют собой миниатюрные упрощенные версии органов, выращенных in vitro из стволовых клеток или образцов тканей. Эта разработка представляет собой важный шаг в интеграции биологических структур с традиционными вычислительными технологиями.
Биопроцессор, являющийся частью «нейроплатформы» FinalSpark, может предложить удаленный доступ к 16 органоидам человеческого мозга. Эта платформа на данный момент уникальна тем, что позволяет взаимодействовать с биологическими нейронами в контролируемой лабораторной среде. Компания утверждает, что эти биопроцессоры способны изучать и обрабатывать информацию, потенциально меняя способ решения вычислительных задач. Они также очень энергоэффективны.
Являются ли органоиды человеческого мозга будущим вычислений? Биопроцессор FinalSpark вызвал споры
Одно из самых ярких заявлений о биопроцессоре, разработанном ФиналСпарк это его энергоэффективность. Компания утверждает, что ее биопроцессор потребляет в миллион раз меньше энергии, чем обычные цифровые процессоры. Чтобы представить это в перспективе, обучение такой сложной модели искусственного интеллекта, как GPT-3, требует примерно 10 ГВтч энергии — примерно в 6000 раз больше годового потребления энергии среднестатистическим европейским домохозяйством.
Напротив, резкое снижение энергопотребления биопроцессора может привести к более устойчивым вычислительным практикам, особенно в областях с интенсивным использованием данных, таких как искусственный интеллект. Такое резкое снижение энергопотребления является не только техническим достижением, но и экологическим благом. Поскольку цифровые технологии и центры обработки данных продолжают расширяться, их воздействие на окружающую среду становится критической проблемой. Значительно снизив энергопотребление, биопроцессоры, подобные тем, что разработаны FinalSpark, могут помочь смягчить некоторые из этих экологических проблем.
Технология, лежащая в основе Нейроплатформы, основана на архитектуре, называемой «мокрое ПО». Это сочетание биологии, программного обеспечения и оборудования. Система использует четыре многоэлектродные матрицы (МЭА) для размещения органоидов — трехмерных масс клеток, полученных из ткани мозга. Каждый МЭА содержит четыре органоида, что обеспечивает в общей сложности 16 различных процессов обработки органоидов.
Построенная сложная структура лежит в основе уникальных возможностей биопроцессоров. Имитируя связь между нервными клетками, органоиды могут выполнять сложные задачи, такие как обучение, память и обработка информации. Это делает биопроцессоры более гибкими и адаптивными, чем обычные процессоры. Однако долгосрочные последствия этой новой технологии еще не до конца понятны. Такие вопросы, как то, насколько биопроцессоры могут имитировать сложность человеческого мозга и в каких областях они будут более эффективны, все еще исследуются.
Этические соображения: освоение новых территорий
Использование органоидов человеческого мозга в вычислительной технике также открывает сложную область этических соображений. Эти органоиды, хотя и не обладают сознанием, происходят из человеческих клеток и имитируют некоторые функции человеческого мозга. Это поднимает вопросы о моральных последствиях их использования в исследованиях и технологиях. Этические дебаты, которые, вероятно, возникнут в связи с этой технологией, будут сосредоточены на том, в какой степени биологические материалы человека могут использоваться в немедицинских целях. Более того, необходимо тщательно учитывать источники клеток для этих органоидов, связанные с этим процессы согласия и потенциальные долгосрочные последствия их использования. По мере развития этой технологии для регулирующих органов, исследователей и общественности будет крайне важно участвовать в дискуссиях об этических основах, которые должны направлять разработку и использование биопроцессоров.
Масштабируемость и доступность
Хотя потенциал биопроцессоров огромен, существуют практические проблемы, связанные с масштабируемостью и доступностью, которые необходимо решить. Платформа FinalSpark в настоящее время поддерживает ограниченное количество органоидов и доступна избранной группе учреждений за значительную плату. Хотя нейроплатформа предлагает облачный опыт, исследователи пока не понимают, как вычислительная мощность 16 органоидов может быть распределена между несколькими процессами. На данный момент только девяти учреждениям предоставлен доступ к платформе удаленных вычислений, и FinalSpark взимает ежемесячную абонентскую плату в размере 500 pcm (разновидность криптовалюты) за каждого пользователя.
Это создает одно из самых больших препятствий на пути широкого использования биопроцессоров. Это поднимает вопросы о демократизации такой технологии и ее доступности для более широкого научного сообщества. Масштабируемость биопроцессоров предполагает не только техническую возможность производить и поддерживать большее количество органоидов, но и инфраструктуру, необходимую для поддержки широкого доступа к этой технологии. По мере развития этой области необходимо будет разрабатывать стратегии, гарантирующие, что эти инновационные инструменты могут принести пользу более широкому кругу исследователей и практиков без непомерно высоких затрат или логистических барьеров.
Разработка FinalSpark биопроцессоров с использованием органоидов человеческого мозга знаменует собой заметный прогресс в интеграции биологии с вычислительными технологиями. Хотя потенциал снижения энергопотребления и расширения вычислительных возможностей значителен, эта технология также ставит сложные этические и практические проблемы. По мере нашего продвижения вперед будет важно комплексно решать эти проблемы, гарантируя, что преимущества биопроцессоров реализуются ответственно и справедливо.
Предоставленное изображение предоставлено: ФиналСпарк
Source: Мозговые органоиды и биопроцессоры: новый подход к вычислениям
