研究者らが「オルガノイドインテリジェンス」と「バイオコンピューター」の計画を共有

ジョンズ・ホプキンス大学の研究者らは、「オルガノイド知能」の計画を発表した。 研究チームは人間の脳細胞を利用した「バイオコンピューター」の開発に取り組んでおり、これにより現代のコンピューティングの能力が飛躍的に拡大し、新たな研究分野が生み出される可能性があると考えている。

研究は、ジャーナルに掲載されました 科学のフロンティア.

バイオコンピューティングの台頭

Thomas Hartung は、ジョンズ・ホプキンス大学ブルームバーグ公衆衛生大学院およびホワイティング工学大学院の環境健康科学の教授です。 彼はプロジェクトを率いています。

「コンピューティングと人工知能はテクノロジー革命を推進してきましたが、その限界に達しつつあります」とハルトゥング氏は述べた。 「バイオコンピューティングは、現在の技術的限界を突破するために、計算能力を圧縮し、効率を向上させる多大な取り組みです。」

研究者らはほぼXNUMX年にわたり、完全に成長した臓器に似た実験室で培養された組織である小さなオルガノイドを使用して、人体や動物の実験に頼ることなく腎臓、肺、その他の臓器の実験を行ってきた。 ジョンズ・ホプキンス大学のHartungらは最近、学習や記憶などの基本的な機能の維持を約束するニューロンやその他の機能を備えたペンドットほどの大きさの脳オルガノイドの研究に取り組んでいる。

「これにより、人間の脳がどのように機能するかについての研究が開かれます」とハルトゥング氏は語った。 「システムを操作して、人間の脳では倫理的に不可能なことを実行できるからです。」

Hartung 氏は 2012 年に、胚性幹細胞のような状態に再プログラムされたヒトの皮膚サンプルの細胞を使用して、脳細胞を成長させて機能的なオルガノイドを構築し始めました。 それぞれのオルガノイドには約 50,000 個の細胞が含まれており、これはショウジョウバエの神経系とほぼ同じ大きさです。 彼は現在、そのような脳オルガノイドを備えた未来のコンピューターを構築することを構想しています。

Thomas Hartung の研究室で作製された脳オルガノイドの拡大画像。ニューロンをマゼンタ、細胞核を青、その他の支持細胞を赤と緑で示すように染色されています。 画像: Jesse Plotkin/ジョンズ・ホプキンス大学

脳オルガノイドを使った未来的なコンピューターの構築

Hartung 氏によると、この「生物学的ハードウェア」上で動作するコンピューターは、ますます持続不可能になりつつあるスーパーコンピューティングのエネルギー消費需要を軽減し始める可能性があります。 コンピューターは数値やデータを含む計算を人間よりも速く処理しますが、犬か猫かを区別するなど、複雑な論理的決定を下す上では脳の方がはるかに賢いのです。

「あらゆる種類のコンピュータと同等のものという目標を達成するには、数十年かかるかもしれません」とハルトゥング氏は言う。 「しかし、このための資金提供プログラムの創設を始めなければ、それはさらに困難になるでしょう。」

オルガノイドインテリジェンスは、神経発達障害や神経変性に対する薬物試験研究にも革命をもたらす可能性があります。

レナ・スミルノバ氏はジョンズ・ホプキンス大学の環境衛生工学助教授で、調査を共同指揮している。

「私たちは、定型発達のドナーからの脳オルガノイドと自閉症のドナーからの脳オルガノイドを比較したいと考えています」とレナ氏は語った。 「生物学的コンピューティングに向けて私たちが開発しているツールは、動物を使用したり患者にアクセスしたりすることなく、自閉症に特有の神経ネットワークの変化を理解できるツールと同じです。そのため、なぜ患者がこのような認知をもつのかの根本的なメカニズムを理解することができます」問題と障害。」

オルガノイド知能を扱うことの倫理的影響を評価するために、科学者、生命倫理学者、一般人からなる多様なコンソーシアムがチーム内に組み込まれています。