على الرغم من السجل المثير للإعجاب لمنظمة العفو الدولية ، فإن قوتها الحسابية تتضاءل مقارنة بالدماغ البشري. كشف العلماء اليوم عن مسار ثوري للمضي قدمًا في الحوسبة: الذكاء العضوي (OI) ، حيث تعمل عضويات الدماغ المزروعة في المختبر كأجهزة بيولوجية. يقول المؤلفون في مقال: “يعد هذا المجال الجديد من الحوسبة الحيوية بتطورات غير مسبوقة في سرعة الحوسبة ، وقوة المعالجة ، وسعة البيانات ، وقدرات التخزين – وكل ذلك مع انخفاض متطلبات الطاقة”. الحدود في العلوم.
لطالما كان الذكاء الاصطناعي مستوحى من الدماغ البشري. لقد أثبت هذا النهج نجاحًا كبيرًا: لقد حقق الذكاء الاصطناعي مآثر رائعة ، من تشخيص الحالات الطبية إلى تأليف الشعر. ومع ذلك ، فإن النموذج الأصلي يتفوق على الآلات من نواح كثيرة. لهذا السبب ، على سبيل المثال ، يمكننا “إثبات إنسانيتنا” من خلال اختبارات الصور التافهة عبر الإنترنت. بدلاً من محاولة جعل الذكاء الاصطناعي يشبه الدماغ ، ماذا لو ذهبنا مباشرة إلى المصدر؟
يعمل العلماء في العديد من التخصصات على تطوير حواسيب حيوية ثورية تعمل فيها الثقافات ثلاثية الأبعاد لخلايا الدماغ ، والتي تسمى عضويات الدماغ ، كأجهزة بيولوجية. في المجلة ، يصفون خريطة الطريق الخاصة بهم لتحقيق هذه الرؤية الحدود في العلوم.
قال البروفيسور توماس هارتونج من جامعة جونز هوبكنز: “إننا نطلق على هذا المجال الجديد متعدد التخصصات” الذكاء العضوي “(OI). حاسوب حيوي. “
ما هي عضيات الدماغ ولماذا تصنع أجهزة كمبيوتر جيدة؟
عضيات الدماغ نوع من زراعة الخلايا في المختبر. على الرغم من أن عضيات الدماغ ليست “أدمغة صغيرة” ، إلا أنها تشترك في السمات الرئيسية لوظيفة الدماغ وبنيته ، مثل الخلايا العصبية وخلايا الدماغ الأخرى الضرورية للوظائف الإدراكية مثل التعلم والذاكرة. أيضًا ، في حين أن معظم مزارع الخلايا مسطحة ، فإن العضيات لها بنية ثلاثية الأبعاد. يؤدي هذا إلى زيادة كثافة الخلايا في المستنبت بمقدار 1000 ضعف ، مما يعني أن الخلايا العصبية يمكن أن تشكل العديد من الوصلات.
ولكن في حين أن عضيات الدماغ هي نسخ طبق الأصل جيدة للدماغ ، فلماذا تصنع أجهزة كمبيوتر جيدة؟ بعد كل شيء ، أليست أجهزة الكمبيوتر أكثر ذكاءً وأسرع من العقول؟
وأوضح هارتونغ: “في حين أن أجهزة الكمبيوتر القائمة على السيليكون أفضل بالتأكيد مع الأرقام ، فإن العقول أفضل في التعلم”. “على سبيل المثال ، AlphaGo [the AI that beat the world’s number one Go player in 2017] تدرب على بيانات من 160.000 لعبة. كان على الشخص أن يلعب خمس ساعات يوميًا لأكثر من 175 عامًا للاستمتاع بهذه الألعاب العديدة.
العقول ليست فقط متعلمين رائعين ، بل هي أيضًا ذات كفاءة عالية في استخدام الطاقة. على سبيل المثال ، مقدار الطاقة المستهلكة في تدريب AlphaGo هو أكثر مما يتطلبه الأمر للحفاظ على شخص بالغ نشط لمدة عقد من الزمن.
وأضاف هارتونج: “تتمتع الأدمغة بقدرة مذهلة على تخزين ما يقدر بـ 2500 تيرابايت من المعلومات”. “لقد وصلنا إلى الحدود المادية لأجهزة الكمبيوتر المصنوعة من السيليكون لأننا لا نستطيع حزم الكثير ثالوث في شريحة صغيرة. لكن الدماغ موصّل بطريقة مختلفة تمامًا. لديها حوالي 100 مليار خلية عصبية متصلة بأكثر من 1015 نقاط الاتصال. هذا فرق كبير في الطاقة مقارنة بتقنيتنا الحالية.
كيف تبدو الحاسبات الحيوية الذكية العضوية؟
وفقًا لهارتونج ، يجب قياس عضيات الدماغ الحالية من أجل OI. وأوضح: “إنها صغيرة جدًا ، تحتوي كل منها على حوالي 50000 خلية. وبالنسبة لمنظمة OI ، يجب زيادة هذا العدد إلى 10 ملايين”.
في موازاة ذلك ، يعمل المؤلفون أيضًا على تطوير تقنيات للتواصل مع العضيات: بمعنى آخر ، أرسل لهم المعلومات واقرأ ما يفكرون فيه. يخطط المؤلفون لتكييف أدوات من مختلف المجالات العلمية ، مثل الهندسة الحيوية والتعلم الآلي ، فضلاً عن هندسة أجهزة التحفيز والتسجيل الجديدة.
“لقد طورنا جهاز واجهة بين الدماغ والكمبيوتر ، وهو نوع من غطاء مخطط كهربية الدماغ للعضويات ، والذي قدمناه في بحث نُشر في أغسطس الماضي. إنه غلاف مرن ، ومغطى بكثافة بأقطاب كهربائية صغيرة ، يمكنه التقاط الإشارات من العضيات ونقلها قال هارتونج.
يتصور المؤلفون أن OI ستدمج في النهاية مجموعة واسعة من أدوات التحفيز والتسجيل. تنظم هذه التفاعلات عبر شبكات العضيات المترابطة التي تؤدي عمليات حسابية معقدة للغاية.
يمكن أن يساعد الذكاء العضوي في الوقاية من الأمراض العصبية وعلاجها
إن وعد OI يتجاوز الحوسبة والطب. بفضل تقنية رائدة طورها الحائزان على جائزة نوبل جون جوردون وشينيا ياماناكا ، يمكن تصنيع عضيات الدماغ من أنسجة البالغين. هذا يعني أنه يمكن للعلماء إنشاء عضيات دماغية مخصصة من عينات الجلد من المرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية مثل مرض الزهايمر. قد يقومون بإجراء العديد من الاختبارات لفحص كيفية تأثير العوامل الوراثية والأدوية والسموم على هذه الحالات.
قال هارتونج: “مع OI ، يمكننا أيضًا دراسة الجوانب المعرفية للحالات العصبية”. “على سبيل المثال ، يمكننا مقارنة تكوين الذاكرة في العضيات المأخوذة من الأشخاص الأصحاء ومرضى الزهايمر لمحاولة تصحيح العجز النسبي. يمكن استخدام OI لاختبار ما إذا كانت بعض المواد ، مثل المبيدات الحشرية ، تحفز الذاكرة. مشاكل التعلم. “
مراعاة الأخلاق
يثير تكوين عضيات الدماغ البشري التي تتعلم وتتذكر وتتواصل مع بيئتها أسئلة أخلاقية معقدة. على سبيل المثال ، هل يمكنهم تطوير الوعي حتى في شكل بدائي؟ هل يمكن أن يشعروا بالألم أو المعاناة؟ ما هي الحقوق التي سيحصل عليها الناس فيما يتعلق بأشياء الدماغ من خلاياهم؟
الكتاب على دراية جيدة بهذه القضايا. قال هارتونغ: “يتمثل جزء أساسي من رؤيتنا في جعل OI مسؤولة أخلاقياً واجتماعياً”. “لهذا السبب ، دخلنا في شراكة مع علماء الأخلاق منذ البداية لتأسيس نهج” الأخلاقيات المضمنة “. سيتم تقييم جميع القضايا الأخلاقية باستمرار من قبل فرق مكونة من العلماء وعلماء الأخلاق والجمهور ، مع تطور البحث.”
إلى أي مدى نحن من ذكاء الأرغانويد الأول؟
على الرغم من أن OI لا تزال في مهدها ، إلا أن دراسة نشرت مؤخرًا بواسطة أحد المؤلفين المشاركين في الورقة – الدكتور بريت كاغان من مختبرات كورتيكال – تقدم دليلاً على المفهوم. أظهر فريقه أن مزرعة خلايا الدماغ الطبيعية المسطحة يمكن أن تتعلم لعب لعبة الفيديو Pong.
وأضاف هارتونج “مجموعتهم تختبر هذا بالفعل باستخدام عضيات الدماغ”. واختتم قائلاً: “أود أن أقول إن تكرار هذه التجربة مع العضيات يتوافق بالفعل مع التعريف الأساسي لـ OI. من هنا ، يتعلق الأمر فقط ببناء المجتمع والأدوات والتقنيات لتحقيق إمكانات OI الكاملة”.
“متعصب التلفزيون. مدمن الويب. مبشر السفر. رجل أعمال متمني. مستكشف هواة. كاتب.”
More Stories
زخة شهب إيتا الدلويات والنجم العملاق الأحمر قلب العقرب وكواكب شهر مايو
الصين تطلق مهمة طموحة إلى مناطق بعيدة من القمر وسط مخاوف من “سباق الفضاء” بشأن وكالة ناسا | الصين
المهمة الصينية للانفجار إلى ما هو أبعد من القمر: ما تحتاج لمعرفته حول ناسا وسباق الفضاء الصيني | أخبار العلوم والتكنولوجيا