Araştırmacılar “Organoid Zekası” ve “Biyobilgisayar” Planını Paylaşıyor

Johns Hopkins Üniversitesi araştırmacıları “organoid zekası” planlarını paylaştı. Takım, insan beyin hücreleri tarafından çalışan bir “biyobilgisayar” yaratmaya çalışıyor ve bu sayede modern bilgisayarların kapasitelerini katlanarak artırabileceğini ve yeni çalışma alanları yaratabileceğini düşünüyor.

Çalışma Frontiers in Science dergisinde yayımlandı.

Biyobilgisayarın Yükselişi

Thomas Hartung, Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health ve Whiting School of Engineering’de çevre sağlığı bilimleri profesörü. Projenin liderliğini yürütüyor.

“Bilgisayarlar ve yapay zeka teknolojide devrim yaratıyor ancak bir tavana ulaşıyorlar” dedi Hartung. “Biyobilgisayar, hesaplamayı yoğunlaştırma ve verimliliği artırma effortsıdır ve bu sayede mevcut teknolojik sınırlarımızı aşabiliriz.”

Yaklaşık iki thập kỷdır, araştırmacılar, küçük organoidleri, laboratuvar ortamında yetiştirilen doku, tam yetişkin organlara benzeyen, böbrek, akciğer ve diğer organlar üzerinde deney yapmak için kullanıyorlar. Hartung ve Johns Hopkins’teki meslektaşları daha yakın zamanda beyin organoidleri üzerinde çalışıyorlar, Bunlar, bir kalem noktası büyüklüğünde, nöronlar ve diğer özelliklere sahip, temel fonksiyonları, öğrenme ve hatırlama gibi işlemleri gerçekleştirebilecek kapasiteye sahip.

“Bu, insan beyninin nasıl çalıştığını anlamamızı sağlıyor” dedi Hartung. “Sistemi manipüle edebilir, insan beyni ile etik olarak yapılamayacak şeyleri yapabilirsiniz.”

Hartung, 2012 yılında, insan derisi örneklerinden elde edilen hücreleri, embriyonik kök hücre benzeri bir duruma dönüştürerek beyin hücrelerini yetiştirmeye ve organoidleri oluşturmaya başladı. Her organoid yaklaşık 50.000 hücre içeriyor, bir sineğin sinir sisteminin büyüklüğünde. Şimdi, böyle beyin organoidleri ile bir gelecek bilgisayarı inşa etmeyi hayal ediyor.

Thomas Hartung’un laboratuvarında üretilen bir beyin organoidinin büyütülmüş görüntüsü, nöronlar magenta, hücre çekirdekleri mavi, diğer destek hücreleri kırmızı ve yeşilin çeşitli tonlarında boyanmış. Resim: Jesse Plotkin/Johns Hopkins Üniversitesi

Beyin Organoidleri ile Gelecek Bilgisayarını İnşa Etme

Hartung’a göre, bu “biyolojik donanım” ile çalışan bilgisayarlar, süper bilgisayarların enerji tüketimini azaltabilir. Bilgisayarlar, sayılar ve verilerle hesaplamaları insanlardan daha hızlı yapabiliyor ancak beyinler, köpek ile kedi arasındaki farkı gibi karmaşık mantıksal kararlar almakta daha zeki.

“Hedefimize ulaşmamız on yıllar alabilir” dedi Hartung. “Ancak bunu desteklemek için fon programları yaratmazsak, çok daha zor olacaktır.”

Organoid zekası, nörogelişimsel bozukluklar ve nörodejenerasyon için ilaç testi araştırmalarını da devrimleştirebilir.

Lena Smirnova, Johns Hopkins’te çevre sağlığı ve mühendisliği yardımcı profesörü ve araştırmaları birlikte yürütüyor.

“Tipik olarak gelişmiş donorlardan beyin organoidleri ile otizmli donorlardan beyin organoidlerini karşılaştırmak istiyoruz” dedi Lena. “Biyolojik hesaplamaya yönelik olarak geliştirdiğimiz araçlar, aynı zamanda otizm için spesifik nöronal ağ değişikliklerini anlamamızı sağlayacak ve hasta olan kişilerin bilişsel sorunlarına ve engelliliğine neden olan altta yatan mekanizmaları anlamamızı sağlayacak, hayvanlar veya hastalara başvurmadan.”

Organoid zekası ile çalışmanın etik etkilerini değerlendirmek için, bilim insanları, bioetikçiler ve halkın çeşitli üyelerinden oluşan bir konsorsiyum, ekibe dahil edildi.