Ученые использовали живую ткань мозга для создания киберсетей

Американские ученые из Университета штата Индиана в Блумингтоне разработали новый тип нейросети с использованием живых органоидов мозга, выращенных из стволовых клеток. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.

Органоиды представляют собой миниатюрные структуры из специфических типов тканей и имеют мало общего с настоящим мозгом человека. В то время как в них отсутствуют мысли, эмоции и сознание, эти структуры облегчают изучение строения органа без необходимости проведения экспериментов на людях.

Исследователи обратились к органоидам для разработки нейросетей, поскольку биологический мозг потребляет значительно меньше энергии по сравнению с полностью электронными системами искусственного интеллекта (ИИ). Например, для работы нашего мозга в течение дня требуется всего около 20 Вт энергии, в то время как для искусственного интеллекта, основанного на микропроцессорах, требуется около 8 млн Вт для достижения сопоставимых результатов.

Новая разработка, получившая название Brainware, представляет собой органоид с диаметром менее нанометра, установленный на многоэлектродную матрицу высокой плотности. Этот чип способен отправлять электрические сигналы в нервную ткань и считывать возникающую там электрическую активность.

Проведенное тестирование кибернетической системы включало в себя решение двух типов задач: распознавание речи и решение нелинейных уравнений. В первом тесте точность расшифровки фраз на японском языке за двое суток увеличилась с 51% до 78%.

По результатам математических расчетов, Brainware оказалась значительно более быстрой, чем искусственные нейросети (ИНС) без блока долговременной памяти, и лишь немного уступила в точности ИНС с долговременной памятью. Однако ученые отметили, что более результативные искусственные нейросети требовали гораздо больше времени на обучение по сравнению с основанным на органоиде ИИ. В равных условиях Brainware обучалась на 90% быстрее, чем полностью электронные аналоги.

Исследователи отмечают, что их открытие представляет собой важный шаг в развитии нового типа компьютерной архитектуры. В то же время они подчеркивают, что при дальнейшем развитии подобных технологий необходимо учитывать этические аспекты. Кроме того, для поддержания органоидов требуются системы жизнеобеспечения, необходимость в которых отчасти снижает экономию в энергопотреблении.