शोधकर्ता “ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस” और “बायोकंप्यूटर” के लिए योजना साझा करते हैं

जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने “ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस” के लिए अपनी योजना साझा की है। टीम मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित एक “बायोकंप्यूटर” बनाने के लिए काम कर रही है, जिसे वे मानते हैं कि आधुनिक कंप्यूटिंग की क्षमताओं को असीमित रूप से बढ़ा सकता है और नए अध्ययन के क्षेत्र बना सकता है।

अध्ययन पत्रिका फ्रंटियर्स इन साइंस में प्रकाशित किया गया था।

बायोकंप्यूटिंग का उदय

थॉमस हार्टुंग जॉन्स हॉपकिन्स ब्लूमबर्ग स्कूल ऑफ पब्लिक हेल्थ और व्हिटिंग स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में पर्यावरण स्वास्थ्य विज्ञान के प्रोफेसर हैं। वह परियोजना का नेतृत्व कर रहे हैं।

“कंप्यूटिंग और कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रौद्योगिकी क्रांति को चला रहे हैं, लेकिन वे एक सीमा तक पहुंच रहे हैं,” हार्टुंग ने कहा। “बायोकंप्यूटिंग एक बड़ा प्रयास है जो कंप्यूटेशनल शक्ति को संकुचित करने और इसकी दक्षता में वृद्धि करने के लिए हमारी वर्तमान तकनीकी सीमाओं से परे जाने के लिए है।”

लगभग दो दशकों से, शोधकर्ता मानव या जानवरों के परीक्षण का सहारा लिए बिना गुर्दे, फेफड़े, और अन्य अंगों पर प्रयोग करने के लिए छोटे ऑर्गेनॉइड्स, प्रयोगशाला में उगाए गए ऊतक का उपयोग कर रहे हैं जो पूरी तरह से विकसित अंगों के समान हैं। हार्टुंग और उनके सहयोगी जॉन्स हॉपकिन्स में हाल के वर्षों में मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड्स के साथ काम कर रहे हैं, जो न्यूरॉन्स और अन्य विशेषताओं के साथ गेंद के आकार के होते हैं जो मूलभूत कार्यों जैसे सीखने और याद रखने को बनाए रखने का वादा करते हैं।

“यह मानव मस्तिष्क के काम करने के तरीके पर शोध खोलता है,” हार्टुंग ने कहा। “क्योंकि आप प्रणाली को हेरफेर करना शुरू कर सकते हैं, जो चीजें आप मानव मस्तिष्क के साथ नैतिक रूप से नहीं कर सकते हैं।”

हार्टुंग ने 2012 में मानव त्वचा नमूनों से पुनः प्रोग्राम किए गए कोशिकाओं का उपयोग करके मस्तिष्क कोशिकाओं को उगाना और कार्यात्मक ऑर्गेनॉइड्स में इकट्ठा करना शुरू किया। प्रत्येक ऑर्गेनॉइड में लगभग 50,000 कोशिकाएं होती हैं, जो एक फल मक्खी के तंत्रिका तंत्र के आकार के बराबर होती हैं। वह अब ऐसे मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड्स के साथ एक भविष्यवाणी कंप्यूटर बनाने की कल्पना करता है।

थॉमस हार्टुंग की प्रयोगशाला में उत्पादित मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड का बढ़ाया हुआ चित्र, जिसमें न्यूरॉन्स को मैगेंटा में, कोशिका नाभिक को नीले में, और अन्य सहायक कोशिकाओं को लाल और हरे में रंगा गया है। छवि: जेसी प्लोटकिन/जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय

मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड्स के साथ एक भविष्यवाणी कंप्यूटर का निर्माण

हार्टुंग के अनुसार, इस “जैविक हार्डवेयर” पर चलने वाले कंप्यूटर सुपरकंप्यूटिंग की ऊर्जा खपत की मांग को कम कर सकते हैं जो बढ़ती अस्थिरता का सामना कर रहे हैं। हालांकि कंप्यूटर मानवों की तुलना में संख्या और डेटा से संबंधित गणनाओं को तेजी से संसाधित करते हैं, मस्तिष्क जटिल तर्कसंगत निर्णय लेने में बहुत अधिक बुद्धिमान होते हैं, जैसे कि एक कुत्ते को एक बिल्ली से अलग करना।

“यह हासिल करने में दशकों लग सकते हैं कि कुछ भी हासिल हो जो किसी भी प्रकार के कंप्यूटर के बराबर हो,” हार्टुंग ने कहा। “लेकिन अगर हम इसके लिए धनraising कार्यक्रम बनाना शुरू नहीं करते हैं, तो यह बहुत अधिक कठिन होगा।”

ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों और न्यूरोडीजेनरेशन के लिए दवा परीक्षण अनुसंधान को भी क्रांतिकारी बना सकती है।

लेना स्मिर्नोवा जॉन्स हॉपकिन्स में पर्यावरण स्वास्थ्य और इंजीनियरिंग की सहायक प्रोफेसर हैं जो जांच का सह-niyam करती हैं।

“हम सामान्य रूप से विकसित दाताओं के मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड्स की तुलना ऑटिज्म वाले दाताओं के मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड्स से करना चाहते हैं,” लेना ने कहा। “जैविक कंप्यूटिंग के लिए हम जो उपकरण विकसित कर रहे हैं वे वही उपकरण हैं जो हमें ऑटिज्म के लिए विशिष्ट न्यूरोनल नेटवर्क में परिवर्तनों को समझने की अनुमति देंगे, बिना जानवरों या रोगियों तक पहुंचे, ताकि हम यह समझ सकें कि रोगियों में संज्ञानात्मक समस्याएं और कमियां क्यों होती हैं।”

ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस के साथ काम करने के नैतिक निहितार्थों का आकलन करने के लिए, वैज्ञानिकों, जैवनीतिविदों, और जनता के सदस्यों का एक विविध संघ टीम के भीतर शामिल किया गया है।