Elämää muistuttava tietokone – tai miksi aivosolut voisivat ratkaista energiakriisin

Nykyiset tekoälyt kuluttavat sähköä kuin mikään ei loppuisi. Ne tarvitsevat miljoonakertaisesti enemmän tehoa kuin oma aivomme saman asian tekemiseen. Jokainen ChatGPT-kysely, Netflix-suositus ja kasvojentunnistus imee sähköä, ja kulutus vain kasvaa kun mallit kehittyvät.

Onko tähän parempaa ratkaisua?

Aivosolut koneina

Princetonin tutkijat lähtivät rohkeasta ajatuksesta: entä jos emme jäljittelisi aivoja elektroniikalla, vaan käyttäisimme oikeita hermosoluja?

Aikaisemmat kokeilut epäonnistuivat, koska litteät viljelmät eivät riittäneet. Solut eivät muodostaneet normaaleja yhteyksiä, geenit käyttäytyivät oudosti ja solut kuolivat. Myöhemmin kehitetyt organoidit olivat parempia, mutta nekin saivat riittämättömän hapen ja osia niistä kuoli.

Taitava taittelu

Tutkijat ratkaisivat ongelman taittelemalla.

He loivat joustavan, kolmiulotteisen rakenteen polymeeriverkosta. Rakenteessa oli valmiiksi sisäänrakennetut elektroniset anturit. Taittelu tapahtui aluksi flatina, mutta sen jälkeen se muotoili itseään kuin paperitaidetta. Näin syntyi pieni, 3D-MIND-niminen laite – käytännään mikroskooppinen asunto, jossa solut voivat kasvata yhteyksiä ja samalla niiden toiminta voidaan monitoroida.

Solut rakentavat itse itsensä

Tutkijat peittivät rakenteen proteiinipitoisella suojageelillä. Sen jälkeen he laittoivat siihen rotan aivojen hippokampuksesta otettuja hermosoluja.

Solut eivät tarvinneet ohjeita. Ne järjestäytyivät itsestään kolmiulotteiseen tilaan, muodostivat yhteyksiä ja lähettivät sähköisiä signaaleja. Anturit tallensivat koko prosessin. Solut pysyivät elossa ja toimivat,而不是 viikkoja vaan pidemmän aikaa.

Miksi tämä merkitsee jotain

Aivot käyttävät vain noin 20 wattia. Tehostettu tekoäly tarvittyy miljoonia watteja. Jos biologiset hermoverkot voidaan laajentaa ja yhdistää elektroniikaksi, voisimme saada:

• valtavia energiansäästöjä
• järjestelmiä, jotka oppivat paremmin kuin nykyiset mallit
• uusia tapoja tutkia ihmisen oppimista

Todelliset haasteet

Tämä on vielä varhaisessa vaiheessa. Solujen määrää on nostettu vain muutamasta tuhannesta – se tarvitsee edelleen kehitystä. Tutkijat käyttivät rotan soluja, eivät ihmisen. Ja ihmisen solut tuovat mukanaan eettiset kysymykset.

Yhteenveto

Kun tietokoneet syövä sähköä enemmän kuin planeetta kestää, ratkaisun etsiminen elävistä soluista ei ole pelkkä hullutus. Se voi olla tulevaisuus.