Изследователи от университета „Лихай“ в Пенсилвания ръководят амбициозен проект за проучване на това как малки лабораторно отгледани мозъчни проби, наречени мозъчни органоиди, могат да обработват информация, за да се проектира по-интелигентна и енергийноефективна изкуствена интелигентност.

Ръководен от професор Евгений Бердичевски, проектът е получил безвъзмездна помощ в размер на 2 милиона долара от програмата „Нови граници в научните изследвания и иновациите“ (EFRI) на Националната научна фондация.

Финансирането подкрепя усилията им да изучават сложната обработка на информация в мозъка и да я възпроизвеждат в инженерни системи.

Бердичевски и неговият екип също така си сътрудничат с Колежа по инженерство и приложни науки „П. С. Росин“ на „Лихай“, както и с Колежа по здравеопазване.

Човешкият мозък е известен с това, че извършва милиарди изчисления, като използва приблизително същата енергия, колкото една електрическа крушка. Чрез изучаване на начина, по който човешкият мозък обработва тази информация, изследователите се надяват да разкрият тайните на ефективността, която консумира значително по-малко енергия.

„Отдавна хората създават хардуерни невронни мрежи, които да имитират човешкия мозък“, казва Бердичевски, подчертавайки предишните опити в тази област.

Все пак реалните мозъчни вериги изпълняват сложни задачи, които хардуерът все още не може да изпълнява.

„Искаме да идентифицираме тези изчисления, за да вдъхновим следващото поколение алгоритми за изкуствен интелект, подобрявайки не само тяхната ефективност, но и способността им да обработват информация“, продължава той.

За начало екипът планира да изследва мозъчен органоид – триизмерна структура с размер от няколко милиметра, създадена в лаборатория от възрастни клетки. Тя е подобна на развиващ се мозък. Екипът ще се опита да организира невроните в органоида така, че да наподобяват човешката кора.

„В органоидите невроните се свързват произволно“, казва Бердичевски. „В нашите мозъци те са силно подредени – и ние се нуждаем от този контрол за изчисленията“, добавя той.

Лесли Чоу, доцент по биоинженерни материали и инженерство, ще изгради 3D-отпечатани биоматериални скафолди, за да разположи невроните правилно.

„Научихме, че можем да вмъкнем невронни сфероиди – групи от различни невронни типове – в гнездата на скафолда, да подредим слоевете и по същество да конструираме целия органоид отдолу нагоре“, обяснява Лесли.

След това невроните ще бъдат изложени на прости движещи се изображения, предадени чрез светлинни импулси, и ще се записва как клетките реагират. Те ще бъдат конструирани така, че да светват, когато са активни, за да могат учените да заснемат моментални снимки на мозъчната активност в реално време.

Чрез анализиране на тези модели изследователите се надяват да видят дали органоидите могат да откриват неща като движение, скорост и посока – задачи, които са от решаващо значение за системите за изкуствен интелект като например самоуправляващите се автомобили.

За да интерпретира резултатите, екипът ще разработи компютърни алгоритми, които декодират кои неврони се активират и какво означава тази активност. Част от плана са и етични предпазни мерки, които гарантират, че органоидите остават твърде малки и прости, за да достигнат съзнание. Този проект представлява първата стъпка в доказването, че изкуствено създаден в лаборатория модел на мозък може да поддържа полезни биологични изчисления. Ако се окаже успешен, той може да вдъхнови по-ефективни и мощни системи за изкуствен интелект, което потенциално да трансформира много области в този процес.

Снимка: Unsplash

Виж още: Това е най-точният часовник в света, чието изработване отне 20 години