باحثون يشاركون خطة لذكاء العضوية و “الكمبيوتر البيولوجي”

شارك باحثون من جامعة جونز هوبكينز خطة لذكاء العضوية. يعمل الفريق على إنشاء “كمبيوتر بيولوجي” يعمل بالخلايا العصبية البشرية، ويعتقدون أنه يمكن أن يوسع بشكل كبير قدرات الحوسبة الحديثة وينشئ مجالات دراسية جديدة.

نشرت الدراسة في مجلة Frontiers in Science.

صعود الحوسبة البيولوجية

توماس هارتونغ هو أستاذ علوم الصحة البيئية في مدرسة جونز هوبكينز بلومبرغ للصحة العامة ومدرسة وايتينج للهندسة. وهو يقود المشروع.

“لقد كانت الحوسبة والذكاء الاصطناعي تدفعان ثورة التكنولوجيا، ولكنها تصل إلى سقفها الحالي,” قال هارتونغ. “الحوسبة البيولوجية هي جهد هائل لتحسين القدرة الحاسوبية وزيادة كفاءتها لتحقيق تقدم تقني جديد.”

لمعظم العقدين الماضيين، كان الباحثون يستخدمون عيّنات صغيرة من الأعضاء، وهي أنسجة مختبرية تشبه الأعضاء الكاملة، لconducting تجارب على الكلى والرئتين وغيرها من الأعضاء دون اللجوء إلى اختبار الإنسان أو الحيوان. وقد عمل هارتونغ وزملاؤه في جامعة جونز هوبكينز مؤخرًا مع عيّنات من الأعضاء الدماغية، وهي كرات بحجم نقطة قلم تحتوي على خلايا عصبية وميزات أخرى واعدة لاستدامة الوظائف الأساسية مثل التعلم والتذكر.

“هذا يفتح الباب أمام البحث حول كيفية عمل الدماغ البشري,” قال هارتونغ. “لأنك يمكن أن تبدأ بتحويل النظام، وتنفيذ أشياء لا يمكنك القيام بها أخلاقيًا مع أدمغة بشرية.”

بدأ هارتونغ في نمو وتجميع الخلايا العصبية في عيّنات وظيفية في عام 2012 باستخدام خلايا من عينات الجلد البشرية التي تم إعادة برمجتها إلى حالة الخلايا الجذعية الجنينية. تحتوي كل عينة على حوالي 50,000 خلية، بحجم نظام عصبي لذبابة الفاكهة.，现在 يتصور بناء كمبيوتر مستقبلي باستخدام هذه العيّنات الدماغية.

صورة مكبرة لعينة دماغية أنتجها مختبر توماس هارتونغ، ملونة لتوضح الخلايا العصبية باللون الوردي، والأنوية الخلوية باللون الأزرق، والخلايا الداعمة الأخرى باللون الأحمر والأخضر. الصورة: جيسي بلوتكين / جامعة جونز هوبكينز

بناء كمبيوتر مستقبلي بعيّنات الدماغية

وفقًا لهارتونغ، يمكن أن تبدأ الكمبيوترات التي تعمل على هذا “العتاد البيولوجي” في التخفيف من متطلبات استهلاك الطاقة للحوسبة الفائقة التي أصبحت غير مستدامة بشكل متزايد. على الرغم من أن الكمبيوترات تعالج الحسابات التي تتضمن الأرقام والبيانات بشكل أسرع من البشر، إلا أن الأدمغة أكثر ذكاءً في اتخاذ القرارات المنطقية المعقدة، مثل التمييز بين كلب وهرة.

“قد يستغرق الأمر عقودًا قبل أن نصل إلى هدف شيء قابل للمقارنة مع أي نوع من الكمبيوتر,” قال هارتونغ. “ولكن إذا لم نبدأ في إنشاء برامج تمويل لهذا، سيكون الأمر أكثر صعوبة.”

يمكن لذكاء العضوية أيضًا أن يثور ثورة في أبحاث اختبار الأدوية للاضطرابات العصبية والتنكسية.

لينا سميرنوفا هي أستاذ مساعد في جامعة جونز هوبكينز للهندسة الصحية والبيئية، وهي تشارك في قيادة التحقيقات.

“نريد مقارنة عيّنات الدماغ من المتبرعين الذين تطوروا بشكل طبيعي مع عيّنات الدماغ من المتبرعين الذين يعانون من التوحد,” قالت لينا. “الأدوات التي نحن نطورها نحو الحوسبة البيولوجية هي نفس الأدوات التي ستسمح لنا بفهم التغييرات في شبكات الخلايا العصبية الخاصة بالتوحد، دون الحاجة إلى استخدام الحيوانات أو ل