Органоидный интеллект
Органоидный интеллект ( ОИ ) — это новая область исследований в области информатики и биологии , которая разрабатывает и изучает биологические вычисления с использованием 3D-культур клеток человеческого мозга (или органоидов мозга) и технологий интерфейса «мозг-машина». [1] Такие технологии можно назвать ОИ.
Различия с неорганическими вычислениями
[ редактировать ]В отличие от традиционных подходов на основе неорганического кремния, ОИ стремится использовать выращенные в лаборатории церебральные органоиды в качестве «биологического оборудования». Ученые надеются, что такие органоиды смогут обеспечить более быструю, эффективную и мощную вычислительную мощность, чем обычные кремниевые вычисления и искусственный интеллект, требуя при этом лишь часть энергии. Однако, хотя эти структуры еще далеки от способности мыслить, как обычный человеческий мозг , и еще не обладают мощными вычислительными возможностями, исследования ОИ в настоящее время открывают потенциал для улучшения понимания развития мозга, обучения и памяти, потенциально находя методы лечения неврологических заболеваний. расстройства, такие как деменция . [2]
Томас Хартунг, [3] Профессор Университета Джонса Хопкинса утверждает, что «хотя кремниевые компьютеры, безусловно, лучше справляются с числами, мозг лучше обучается». Кроме того, он заявил, что, обладая «превосходящими возможностями обучения и хранения», чем у ИИ , он более энергоэффективен и что в будущем, возможно, будет невозможно добавить больше транзисторов в один компьютерный чип , поскольку мозг устроен по-другому и имеет больше возможностей. потенциал для хранения и вычислительной мощности, ОИ потенциально могут использовать больше мощности, чем современные компьютеры. [4]
Биоинформатика в ОИ
[ редактировать ]ОИ генерирует сложные биологические данные, требующие сложных методов обработки и анализа. [5] Биоинформатика предоставляет инструменты и методы для расшифровки необработанных данных, выявления закономерностей и идей.
Предполагаемые функции
[ редактировать ]Вычислительное оборудование, вдохновленное мозгом, призвано имитировать структуру и принципы работы мозга и может быть использовано для устранения текущих ограничений в технологиях искусственного интеллекта. Однако кремниевые чипы, вдохновленные мозгом, по-прежнему ограничены в своей способности полностью имитировать функции мозга, поскольку большинство примеров построено на принципах цифровой электроники. В одном исследовании выполнялось вычисление ОИ (которое они назвали Brainoware ), отправляя и получая информацию от органоида мозга с помощью многоэлектродной матрицы высокой плотности. Применяя пространственно-временную электрическую стимуляцию, нелинейную динамику и свойства затухания памяти, а также неконтролируемое обучение на обучающих данных путем изменения функциональной связи органоидов, исследование показало потенциал этой технологии путем ее использования для распознавания речи и прогнозирования нелинейных уравнений в резервуаре. вычислительная основа. [6]
Этические проблемы
[ редактировать ]Хотя исследователи надеются использовать ОИ и биологические вычисления в дополнение к традиционным вычислениям на основе кремния, существуют также вопросы об этичности такого подхода. Примеры таких этических проблем включают в себя обретение ОИ сознания и разума как органоидов , а также вопрос взаимоотношений между донором стволовых клеток (для выращивания органоида) и соответствующей системой ОИ. [7]
Принудительная амнезия и ограничение продолжительности операций без сброса памяти были предложены как способ снизить потенциальный риск тихих страданий в органоидах мозга. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Смирнова, Лена; Каффо, Брайан С.; Грасиас, Дэвид Х.; Хуан, Ци; Моралес Пантоха, Ици Э.; Тан, Бохао; Зак, Дональд Дж.; Берлинике, Синтия А.; Бойд, Дж. Ломакс; Харрис, Тимоти Д.; Джонсон, Эрик С.; Каган, Бретт Дж.; Кан, Джеффри; Муотри, Алиссон Р.; Полхамус, Бартон Л. (28 февраля 2023 г.). «Органоидный интеллект (ОИ): новый рубеж в области биокомпьютеров и интеллекта в блюде» . Границы в науке . 1 . дои : 10.3389/fsci.2023.1017235 . ISSN 2813-6330 .
- ^ «Органоидный интеллект: новый рубеж биокомпьютеров» . Границы . Архивировано из оригинала 23 июня 2023 г. Проверено 11 января 2024 г.
- ^ «Томас Хартунг | Джонс Хопкинс | Школа общественного здравоохранения Блумберга» . publichealth.jhu.edu . Проверено 4 марта 2024 г.
- ^ Холлендер, Лиад. «Ученые представили план создания биокомпьютеров, работающих на клетках человеческого мозга» . Границы . Архивировано из оригинала 10 января 2024 г. Проверено 11 января 2024 г.
- ^ Каган, Бретт Дж; Кухня, Энди С; Тран, Нхи Т; Хабиболлахи, Форо; Хадженежад, Моейн; Паркер, Брэдин Дж; Бхат, Анджали; Ролло, Бен; Рази, Адил; Фристон, Карл Дж (07 декабря 2022 г.). «Нейроны in vitro обучаются и проявляют разумность, когда воплощаются в моделируемом игровом мире» . Нейрон . 110 (23): 3952–3969.e8. дои : 10.1016/j.neuron.2022.09.001 . ISSN 1097-4199 . ПМЦ 9747182 . ПМИД 36228614 .
- ^ Цай, Хунвэй; Тянь, Чуньхуэй; Лю, Хунчэн; Гу, Мингся, Кен; Го, Фэн (2023) . . Nature Electronics .6 10.1038 (12): 1032–1039 doi : /s41928-023-01069- w S2CID 266278255 .
- ^ Смирнова Л.; Моралес Пантоха, ИЕ; Хартунг, Т. (2023). «Органоидный интеллект (ОИ) – предельная функциональность микрофизиологической системы мозга» . Альтекс . 40 (2): 191–203. дои : 10.14573/altex.2303261 . ПМИД 37009773 .
- ^ Ткаченко, Егор (2024). «Позиция: Принудительная амнезия как способ смягчить потенциальный риск молчаливых страданий сознательного ИИ» . Материалы 41-й Международной конференции по машинному обучению . ПМЛР . Проверено 11 июня 2024 г.
