Китайские учёные создают роботов, управляемых клетками человеческого мозга

Исследователи Тяньцзиньского университета и Южного университета науки и технологий использовали культивированный in vitro «мозг» (органоиды мозга) в сочетании с электродным чипом для формирования мозга на чипе, который способен кодировать и декодировать сигналы обратной связи от стимуляции. Органоиды получили шарообразную форму — такая трехмерная структура позволяет им формировать более сложные нейронные связи, аналогично процессам в нашем мозге. Эти органоиды выращиваются под воздействием сфокусированной ультразвуковой стимуляции низкой интенсивности. По словам ученых, эта методика создает более прочную «интеллектуальную основу» для дальнейшего развития.

Органоиды мозга содержат плюрипотентные стволовые клетки человека. Такие клетки встречаются только на ранних стадиях эмбрионального развития. Они способны развиваться в различные типы тканей, включая нервную ткань. При трансплантации в мозг эти органоиды могут устанавливать функциональные связи с мозгом хозяина.

MetaBOC не просто выступает в роли интерфейса. Она пытается установить «диалог интеллектов». С помощью встроенных в ПО алгоритмов искусственного интеллекта MetaBOC стремится взаимодействовать с биологическим интеллектом клеток мозга. Ученые особо выделяют робототехнику как область применения своей разработки.

Биокомпьютер на основе мозга, выращенного на чипе, сможет управлять роботом и выполнять разные задачи: избегать препятствий, следить за объектами или использовать манипуляторы для захвата предметов.

Поскольку органоид мозга способен «видеть» мир только посредством подаваемых ему электрических сигналов, теоретически он может обучаться управлять своим роботом в полностью смоделированной среде. Это позволяет ему оттачивать навыки пилотирования без риска повредить себя, ведь все падения и столкновения будут происходить лишь в виртуальном пространстве.

Биокомпьютинг стал возможен благодаря тому, что нейроны человека общаются с окружающим миром с помощью электрических сигналов — того же языка, на котором «говорят» компьютеры. Это позволяет выращивать большое количество человеческих клеток мозга на кремниевых чипах. Такие клетки способны принимать электрические сигналы от компьютера, пытаться их интерпретировать и даже отвечать. Более того, они могут учиться. Так, исследователи из Университета Монаш в Австралии вырастили 800 000 клеток мозга на чипе, которые научились играть в понг всего за 5 минут. Проект был профинансирован австралийскими военными и преобразован в компанию Cortical Labs. Глава научного отдела Cortical Labs Бретт Каган рассказал, что даже на раннем этапе биокомпьютеры, усиленные человеческими нейронами, обучаются гораздо быстрее и используют меньше энергии, чем современные чипы ИИ, демонстрируя «большую интуицию, проницательность и творчество».

Помимо очевидных этических проблем, большим недостатком является необходимость поддержания жизнедеятельности самих клеток мозга. Им требуется питание, вода, поддержание определенной температуры и защита от микробов и вирусов. Cortical в 2023 году удалось сохранить жизнеспособность клеток мозга в течение рекордных 12 месяцев.