Биокомпьютер на основе человеческого мозга — уже реальность
Главный принцип эволюции — это разнообразие. К сожалению, наша электроника ему не следует, а потому 99,99% всех компьютеров представляют собой устройства на кремниевой основе. Эта тенденция началась в 50-х гг. прошлого века и продолжается до сих пор.
И сейчас мы пришли к тому, что системы искусственного интеллекта, например, ChatGPT, потребляют просто адское количество энергии. В данный момент электростанции США с огромным трудом удовлетворяют растущие не по дням, а по часам потребности дата-центров.
Поэтому некоторые ученые волей-неволей задумываются об альтернативных вариантах вычислительной техники. Самой перспективной из них считают биокомпьютеры. Они работают на органоидах, мини-кластерах, в состав которых входят клетки, специально выращенные для этого в лабораториях.
Ведущей компанией в этом направлении считается швейцарская фирма FinalSpark. В начале 2024 года ее сотрудники запустили «Нейроплатформу» — компьютерную систему, которая работает на органоидах… человеческого мозга. Любой ученый может получить доступ к биокомпьютеру через интернет за относительно скромные 500 $ в месяц.
— Фред Джордан, один из руководителей FinalSpark.
Биокомпьютер от швейцарской фирмы производит расчеты на серии процессорных блоков, каждой из которых включает в себя четыре сферических органоида мозга шириной 0,5 мм.
В каждый органоид вживлено 8 электродов. Они не только стимулируют электричеством мозговые клетки, но и связывают биокомпьютер со стандартными ЭВМ.

Четыре кластера живых нейронов подключены к электродам на чипе Neuroplatform от FinalSpark
На нейроны в органоидах по специальному алгоритму воздействуют дофамином, нейромедиатором хорошего настроения. Таким образом, имитируется реальная система вознаграждения человеческого мозга.
И это двойное электродофаминовое воздействие тренирует нейроны органоидов, поощряя их создавать новые связи и пути. Практически также обучается живой человеческий мозг.
В FinalSpark уверены, что, используя определенные обучающие программы, можно заставить органоиды сымитировать искусственный интеллект, работающий на кремниевой основе. Также биокомпьютер способен сформировать внутри себя подобие центрального процессора и видеокарты.
Ученые и вообще любые желающие могут посмотреть на органоиды и их поведение. Это транслируется 24 часа в прямом эфире.
— Джордан.
На данный момент уже 34 исследовательские группы из ведущих мировых вузов записались в очередь по использованию биокомпьютеров FinalSpark. Пока что доступ предоставлен командам из Мичигана (США), Свободного университета Берлина и коллективам из семи НИИ.
Так как ресурсы биологических ЭВС ограничены, исследователи договорились, что будут фокусироваться на разных аспектах биокомпьютинга. Мичиганские ученые, к примеру, изучают химические и электрические импульсы, изменяющие активность органоидов. По сути, американские специалисты пишут блоки для искусственного языка, на котором будет работать биокомпьютер.
В свою очередь, ученые из Лейпцигского университета пробуют использовать органоиды в различных моделях, предназначенных для обучения ИИ.

Органоид человеческого мозга
Надо признать, что ЭВМ на органоидах в данный момент вообще не может конкурировать с кремниевым компьютером. Это связано с крайне короткой жизнью органоидов. В среднем, кластеры, из которых состоит биологическая вычислительная машина, живут не более 100 дней. И это еще очень хороший результат: когда FinalSpark только начинала выращивать органоиды, клетки мозга протягивали всего несколько часов.
Впрочем, специалисты швейцарской компании постоянно улучшают и оптимизируют процессы. С каждым месяцем органоиды выращиваются все быстрее и легче, поэтому сейчас на «Нейроплатформе» работают уже до 3000 клеток человеческого мозга.
Помимо FinalSpark, другие исследователи также ищут биологические альтернативы кремниевым вычислениям. Анхель Гони-Морено, исследователь из Испании, изучает клеточные вычисления, где живые клетки используются для создания систем, способных выполнять логические операции и принимать решения.
Гони-Морено считает, что клеточные компьютеры могут превосходить кремниевые аналоги в определенных задачах, таких как биоремедиация. Поскольку клетки могут реагировать на окружающую среду, они могут использоваться для мониторинга и восстановления поврежденных экосистем. Например, погружной бактериальный компьютер может предоставлять информацию об условиях окружающей среды, реагируя на химические и другие раздражители.
В то время как Гони-Морено исследует бактерии, Эндрю Адаматцки из Университета Западной Англии изучает вычислительный потенциал грибов. Он обнаружил, что грибной мицелий обладает электрическими свойствами, схожими с нейронами. Адаматцки стремится использовать эти свойства для создания вычислительной системы, имитирующей мозг.
Эта система потенциально способна к обучению, резервному вычислению, распознаванию образов и многому другому. Команда Адаматцки уже обучила грибковые сети помогать компьютерам выполнять математические операции.
По словам ученого, грибковые вычисления имеют преимущества перед вычислениями с использованием органоидов мозга, такие как этическая простота, легкость выращивания, устойчивость к окружающей среде, низкая стоимость и совместимость с существующими технологиями.

Выглядит, конечно, странно, однако это действительно прототип грибного компьютера
И, возможно, грибной мицелий — куда лучший выбор для биокомпьютера, чем клетки человеческого мозга. Многие ученые вообще считают неэтичным использование нейронов в немедицинских целях. В настоящий момент руководитель FinalSpark попросил помощи у философов, чтобы те смогли решить этические противоречия.
С другой стороны, органоиды мозга на порядок превосходят своих грибных «коллег», когда дело касается сложных нейроноподобных структур. Да и в вычислениях компьютеры Фреда Джонсона куда быстрее грибных ЭВМ Эндрю Адамацки. Все-таки грибы человеческим мозгам однозначно неровня. Так что, кто прав, покажет время.
И сейчас мы пришли к тому, что системы искусственного интеллекта, например, ChatGPT, потребляют просто адское количество энергии. В данный момент электростанции США с огромным трудом удовлетворяют растущие не по дням, а по часам потребности дата-центров.
В 100 000 раз экономнее обычного
Поэтому некоторые ученые волей-неволей задумываются об альтернативных вариантах вычислительной техники. Самой перспективной из них считают биокомпьютеры. Они работают на органоидах, мини-кластерах, в состав которых входят клетки, специально выращенные для этого в лабораториях.
Ведущей компанией в этом направлении считается швейцарская фирма FinalSpark. В начале 2024 года ее сотрудники запустили «Нейроплатформу» — компьютерную систему, которая работает на органоидах… человеческого мозга. Любой ученый может получить доступ к биокомпьютеру через интернет за относительно скромные 500 $ в месяц.
FinalSpark — единственная в мире компания, которая предоставляет такие услуги всем.
Наша основная цель — создать искусственный интеллект, потребляющий в 100 000 раз меньше энергии при своем обучении. И такой можно создать исключительно на биологической основе
Наша основная цель — создать искусственный интеллект, потребляющий в 100 000 раз меньше энергии при своем обучении. И такой можно создать исключительно на биологической основе
— Фред Джордан, один из руководителей FinalSpark.
Биокомпьютер от швейцарской фирмы производит расчеты на серии процессорных блоков, каждой из которых включает в себя четыре сферических органоида мозга шириной 0,5 мм.
В каждый органоид вживлено 8 электродов. Они не только стимулируют электричеством мозговые клетки, но и связывают биокомпьютер со стандартными ЭВМ.

Четыре кластера живых нейронов подключены к электродам на чипе Neuroplatform от FinalSpark
На нейроны в органоидах по специальному алгоритму воздействуют дофамином, нейромедиатором хорошего настроения. Таким образом, имитируется реальная система вознаграждения человеческого мозга.
И это двойное электродофаминовое воздействие тренирует нейроны органоидов, поощряя их создавать новые связи и пути. Практически также обучается живой человеческий мозг.
В FinalSpark уверены, что, используя определенные обучающие программы, можно заставить органоиды сымитировать искусственный интеллект, работающий на кремниевой основе. Также биокомпьютер способен сформировать внутри себя подобие центрального процессора и видеокарты.
Ученые и вообще любые желающие могут посмотреть на органоиды и их поведение. Это транслируется 24 часа в прямом эфире.
Сейчас наша главная задача — найти рабочий способ, который заставит нейроны выполнять все, что мы захотим
— Джордан.
Решаемые проблемы
На данный момент уже 34 исследовательские группы из ведущих мировых вузов записались в очередь по использованию биокомпьютеров FinalSpark. Пока что доступ предоставлен командам из Мичигана (США), Свободного университета Берлина и коллективам из семи НИИ.
Так как ресурсы биологических ЭВС ограничены, исследователи договорились, что будут фокусироваться на разных аспектах биокомпьютинга. Мичиганские ученые, к примеру, изучают химические и электрические импульсы, изменяющие активность органоидов. По сути, американские специалисты пишут блоки для искусственного языка, на котором будет работать биокомпьютер.
В свою очередь, ученые из Лейпцигского университета пробуют использовать органоиды в различных моделях, предназначенных для обучения ИИ.

Органоид человеческого мозга
Надо признать, что ЭВМ на органоидах в данный момент вообще не может конкурировать с кремниевым компьютером. Это связано с крайне короткой жизнью органоидов. В среднем, кластеры, из которых состоит биологическая вычислительная машина, живут не более 100 дней. И это еще очень хороший результат: когда FinalSpark только начинала выращивать органоиды, клетки мозга протягивали всего несколько часов.
Впрочем, специалисты швейцарской компании постоянно улучшают и оптимизируют процессы. С каждым месяцем органоиды выращиваются все быстрее и легче, поэтому сейчас на «Нейроплатформе» работают уже до 3000 клеток человеческого мозга.
Биологические альтернативы
Помимо FinalSpark, другие исследователи также ищут биологические альтернативы кремниевым вычислениям. Анхель Гони-Морено, исследователь из Испании, изучает клеточные вычисления, где живые клетки используются для создания систем, способных выполнять логические операции и принимать решения.
Гони-Морено считает, что клеточные компьютеры могут превосходить кремниевые аналоги в определенных задачах, таких как биоремедиация. Поскольку клетки могут реагировать на окружающую среду, они могут использоваться для мониторинга и восстановления поврежденных экосистем. Например, погружной бактериальный компьютер может предоставлять информацию об условиях окружающей среды, реагируя на химические и другие раздражители.
В то время как Гони-Морено исследует бактерии, Эндрю Адаматцки из Университета Западной Англии изучает вычислительный потенциал грибов. Он обнаружил, что грибной мицелий обладает электрическими свойствами, схожими с нейронами. Адаматцки стремится использовать эти свойства для создания вычислительной системы, имитирующей мозг.
Эта система потенциально способна к обучению, резервному вычислению, распознаванию образов и многому другому. Команда Адаматцки уже обучила грибковые сети помогать компьютерам выполнять математические операции.
По словам ученого, грибковые вычисления имеют преимущества перед вычислениями с использованием органоидов мозга, такие как этическая простота, легкость выращивания, устойчивость к окружающей среде, низкая стоимость и совместимость с существующими технологиями.

Выглядит, конечно, странно, однако это действительно прототип грибного компьютера
И, возможно, грибной мицелий — куда лучший выбор для биокомпьютера, чем клетки человеческого мозга. Многие ученые вообще считают неэтичным использование нейронов в немедицинских целях. В настоящий момент руководитель FinalSpark попросил помощи у философов, чтобы те смогли решить этические противоречия.
С другой стороны, органоиды мозга на порядок превосходят своих грибных «коллег», когда дело касается сложных нейроноподобных структур. Да и в вычислениях компьютеры Фреда Джонсона куда быстрее грибных ЭВМ Эндрю Адамацки. Все-таки грибы человеческим мозгам однозначно неровня. Так что, кто прав, покажет время.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Кто на самом деле сделал Терракотовую армию: историческую сенсацию рассмотрели в отпечатках на древней глине
Поразительно, но открытие китайских ученых перекликается с исследованиями по Древнему Египту и Ближнему Востоку...
«Мы научили медведей видеть в нас добычу»: биолог рассказал, почему хищники нападают на людей по всей России
По словам ученого, совпало сразу несколько факторов, поэтому решить проблему будет сложно...
Самое древнее кораблекрушение в истории: что нашли турецкие ученые на судне, которое утонуло 4600 лет назад?
Подобные артефакты в свое время находили не только в легендарной Трое, но и рядом с Великой пирамидой в Египте...
Маск только что показал летающий автомобиль: история говорит, что это может не сработать
Почему эксперты Popular Mechanics не верят в успех нового проекта владельца SpaceX и Tesla...
Летние каникулы длиной… в два с половиной года: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу
По этой удивительной истории запросто можно снять отличный сериал. Даже несколько сезонов...
В 2025 году в Беринговом море неожиданно появилось огромное количество крабов
Теперь ученые наконец-то нашли разгадку природной аномалии...
Каспийское море снова изменилось: какие острова нанесут на новые карты
Почему географы очень строги к таким объектам и какие требования предъявляют к ним...
Что массово убивало пингвинов в 2024-м: ученые подозревали птичий грипп, но они ошибались
Поразительно, но виновник массовой гибели птиц больше 20 лет находился под носом у исследователей, а они его не замечали...
Почему ледник Судного дня не перестанет таять, даже если остынут моря и океаны?
Новое исследование показало: у Антарктиды есть поразительные сценарии будущего, от которых зависит судьба всего мира...
Муравьи Дракулы охотятся с первого дня жизни: их мозг может объяснить такую «кровожадность»
По словам ученых, когда-то такими были все муравьи, но что-то заставило их поменять свое поведение...
Ковчег русских детей: как 777 российских детей вернулись домой через Сибирь, Америку и Европу (продолжение)
Никто и не ожидал, что летние каникулы вдруг затянутся на два с половиной года...
Похоже, между кошками и их хозяевами существует загадочная гормональная связь
Этот эксперимент напрашивался уже давно, но после вопросов стало еще больше...