Գիտնականներն ուղեղի կենդանի հյուսվածք են օգտագործել կիբեռնեյրոցանց ստեղծելու համար

ԱՄՆ Ինդիանայի նահանգի Բլումինգթոնի համալսարանի գիտնականներն ստեղծել են նեյրոցանցի նոր տեսակ՝ օգտագործելով ուղեղի կենդանի հյուսվածք՝ օրգանոիդներ, որոնք աճեցվել են ցողունային բջիջներից: Հետազոտությունը հրապարակվել է Nature Electronics գիտական ​​ամսագրում։

Օրգանոիդները քիչ ընդհանրություն ունեն մարդու ուղեղի հետ: Թեև օրգանոիդներում չեն կարող ի հայտ գալ մտքեր, զգացմունքներ և առավելևս՝ գիտակցություն, սակայն նման կառույցներն օգնում են ուսումնասիրել ուղեղի կառուցվածքը՝ առանց մարդկանց վրա փորձարկումներ կատարելու անհրաժեշտության։

Գիտնականները նեյրոցանցեր նախագծելու համար դիմել են օրգանոիդ օգտագործելու մեթոդին, քանի որ կենսաբանական ուղեղը շատ ավելի քիչ էներգիա է պահանջում՝ համեմատած ամբողջովին էլեկտրոնային արհեստական բանականության համակարգերի հետ: Օրինակ՝ մարդու ուղեղին անհրաժեշտ է ընդամենը մոտ 20 Վտ հզորություն ամբողջ օրվա ընթացքում աշխատելու համար, մինչդեռ միկրոպրոցեսորային արհեստական բանականությունը պահանջում է մոտ 8 միլիոն Վտ դրան որևէ կերպ մոտ ինչ-որ բան անելու համար։

Նոր մշակումը կոչվում է Brainware, այն օրգանոիդ է, որի տրամագիծը նանոմետրից պակաս է և որը տեղադրված է բարձր խտության բազմաէլեկտրոդային զանգվածի վրա: Չիպն ունակ է էլեկտրական ազդանշաններ ուղարկել նյարդային հյուսվածքին և կարդալ այնտեղ տեղի ունեցող էլեկտրական ակտիվությունը:

Պատրաստի կիբեռնետիկ համակարգը փորձարկվել է երկու տեսակի առաջադրանքներ կատարելու համար՝ խոսքի ճանաչում և ոչ գծային հավասարումների լուծում: Առաջին թեստի ժամանակ ճապոներեն արտահայտությունների վերծանման ճշգրտությունը երկու օրվա ընթացքում 51%-ից հասել է 78%-ի:

Մաթեմատիկական հաշվարկներում Brainware-ը նկատելիորեն ավելի արագ է, քան արհեստական ​​նեյրոցանցերը առանց երկարաժամկետ հիշողության միավորի և միայն փոքր-ինչ զիջում է երկարաժամկետ հիշողությամբ արհեստական ​​նեյրոցանցերին: Այնուամենայնիվ, գիտնականները նշել են, որ ավելի բարձր կատարողականությամբ արհեստական ​​նեյրոցանցերի ուսուցանման համար զգալիորեն ավելի շատ ժամանակ է պահանջվում, քան օրգանոիդների վրա հիմնված արհեստական ​​նեյրոցանցերի դեպքում: Հավասար պայմաններում Brainware-ը սովորել է 90%-ով ավելի արագ, քան իր ամբողջովին էլեկտրոնային գործընկերները:

Հետազոտողների կարծիքով՝ իրենց հայտնագործությունը կարևոր քայլ է համակարգչային ճարտարապետության նոր տեսակի կառուցման ճանապարհին: Միաժամանակ գիտնականներն ընդգծել են, որ նման տեխնոլոգիաների հետագա զարգացմամբ պետք է հաշվի առնել էթիկական ասպեկտները։ Բացի դրանից, օրգանոիդների պահպանումը պահանջում է կենսաապահովման համակարգեր, որոնց անհրաժեշտությունը մասամբ վերացնում է էներգախնայողությունը: