|
Мы на пороге создания машины с человеческим мозгом
|
|
|
|
На протяжении десятилетий область искусственного интеллекта (ИИ) стремилась создать компьютеры, обладающие возможностями человеческого мозга. Теперь новое исследование предлагает «новый рубеж» для вычислений под названием «органоидный интеллект» (OI), который может превзойти возможности обучения любой машины. OI использует органоиды — крошечные выращенные в лаборатории ткани, напоминающие полностью выращенные органы — в качестве формы «биологического оборудования» и потенциально более разумной альтернативы кремниевым чипам в ИИ. Исследователи из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе считают, что «биокомпьютер», работающий на органоиде, состоящем из миллионов клеток человеческого мозга, может быть разработан еще при нашей жизни.
|
|
|
|
В то время как предыдущие исследования задавались вопросом, переступит ли биокомпьютер «этическую черту», команда говорит, что органоиды будут использоваться безопасным и «этически ответственным образом». Автором нового исследования выступила международная группа исследователей во главе с профессором Томасом Хартунгом из Университета Джона Хопкинса. «Мы представляем совместную программу для реализации концепции мультидисциплинарной области ОИ», — говорится в их статье, опубликованной сегодня в журнале Frontiers in Science. «Это направлено на то, чтобы сделать ИИ формой настоящих биологических вычислений, которые используют органоиды мозга, используя научные и биоинженерные достижения с соблюдением этических норм. «В то время как ИИ направлен на то, чтобы сделать компьютеры более похожими на мозг, исследования ИИ будут изучать, как можно сделать трехмерную культуру клеток мозга более похожей на компьютер».
|
|
|
Несмотря на то, что ИИ может обрабатывать вычисления с использованием чисел и данных быстрее, чем люди, мозг гораздо умнее при принятии сложных логических решений, таких как отличить собаку от кошки. Разработка систем, которые могут выполнять такие логические решения, будет тем, где OI преуспеет, хотя исследователи подчеркивают, что AI и OI могут существовать вместе в режиме «взаимодополняемости». Подобно нервным клеткам в нашем мозгу, системы ОИ будут использовать химические и электрические сигналы для выполнения инструкций и выполнения задач. ИИ также может быть быстрее, эффективнее и мощнее, чем ИИ, но при этом потреблять лишь часть энергии. Органоиды — крошечные трехмерные культуры тканей, полученные из стволовых клеток, — не новы и появились еще в конце нулевых. Они уже использовались для изучения и лечения рака, проблем с сердцем, трансплантации тканей, неврологических расстройств и многого другого.
|
|
|
|
Разные клетки в органоидах соответствуют разным областям — например, органоиды мозга использовались для изучения клеточных аспектов обучения и памяти. Эти маленькие шарики размером с точку от авторучки имеют нейроны, синапсы и другие функции, обеспечивающие выполнение основных функций, таких как обучение и запоминание. В то время как большинство клеточных культур плоские, органоиды имеют трехмерную структуру, что увеличивает плотность их клеток в 1000 раз, а это означает, что нейроны могут образовывать больше связей. Профессор Хартунг начал выращивать и собирать клетки мозга в функциональные органоиды в 2012 году, используя клетки из перепрограммированных образцов кожи человека. Каждый органоид содержит около 50 000 клеток, размером примерно с нервную систему плодовой мушки, хотя в нынешнем виде это слишком мало. «Для ОИ нам нужно было бы увеличить это число до 10 миллионов», — сказал профессор Хартунг.
|
|
|
|
Исследовательская группа предполагает создание футуристического компьютера с органоидами мозга, соединенного «с датчиками реального мира и устройствами вывода». Затем органоиды мозга будут обучаться «с использованием биологической обратной связи, хранилищ больших данных и методов машинного обучения», поясняет команда. Компьютеры OI, работающие на этом «биологическом оборудовании», могут в следующем десятилетии начать снижать требования к энергопотреблению суперкомпьютеров, которые становятся все более неустойчивыми. Гипотетический компьютер OI может быть в несколько раз мощнее, чем Frontier, самый быстрый суперкомпьютер в мире, при этом потребляя меньше энергии. «Мы приближаемся к физическим пределам кремниевых компьютеров, потому что не можем упаковать больше транзисторов в крошечный чип», — сказал профессор Хартунг.
|
|
|
|
«Но мозг устроен совершенно по-другому — в нем около 100 миллиардов нейронов, связанных более чем 1015 точками соединения. «Это огромная разница в мощности по сравнению с нашей нынешней технологией». Этика использования ИИ для выполнения работы человека была хорошо задокументирована и даже затронута в популярной культуре, например, в эпизоде «Черного зеркала» «Белое Рождество». Но использование человеческих клеток может оказаться еще более спорным и поднимает вопросы, например, могут ли миллионы клеток, выращенных в тандеме, развить сознание. Ученые уже предупреждали, что «этическая линия могла быть пересечена», когда мини-мозг был сделан из человеческой ткани. Критики говорят, что органоиды могут чувствовать или даже испытывать боль, а это означает, что должны быть предусмотрены меры, чтобы они не страдали.
|
|
|
|
Еще одна потенциальная проблема — доноры, чьи клетки используются для создания биокомпьютеров без их согласия, но авторы исследования утверждают, что им известны все этические соображения. «Ключевой частью нашего видения является развитие ОИ в этической и социально ответственной манере», — сказал профессор Хартунг. «По этой причине мы с самого начала сотрудничали со специалистами по этике, чтобы внедрить подход «встроенной этики». «Все этические вопросы будут постоянно оцениваться группами, состоящими из ученых, специалистов по этике и общественности, по мере развития исследований».
|
|
|
|
Источник
|
