Австралійський стартап анонсував створення першого в світі "біологічного комп'ютера".

Тарас Міщенко Головний редактор Mezha.Media. Тарас має понад 15 років досвіду в IT-журналістиці, пише про нові технології та ґаджети.

Австралійська компанія у сфері біотехнологій Cortical Labs представила CL1, який вона позиціонує як перший у світі комерційно доступний "біологічний комп'ютер". Ця інноваційна платформа інтегрує живі людські нейронні клітини з кремнієвим чіпом, що дозволяє здійснювати обробку інформації через електричні зворотні зв'язки з затримкою менше ніж одна мілісекунда, згідно з повідомленням IEEE Spectrum.

Пристрій CL1 створений насамперед для досліджень у галузі нейронауки та біотехнологій, зокрема для моделювання захворювань та розробки ліків. Платформа містить 800 000 вирощених у лабораторних умовах людських нейронів, перепрограмованих із клітин шкіри або крові дорослих донорів. Ці клітини залишаються життєздатними до шести місяців і перебувають під постійним доглядом вбудованої системи підтримки життя: вона контролює температуру, забезпечує поживними речовинами, фільтрує відходи й підтримує баланс середовища. У реальному часі нейрони генерують і сприймають електричні імпульси, адаптуються до стимулів і "навчаються" під час кожної взаємодії.

"З одного боку, [CL1] можна розглядати як перший комерційно доступний біоміметичний комп'ютер, втілення нейроморфних обчислень, що використовують справжні нейрони", - зазначає теоретичний нейробіолог Карл Фрістон з Університетського коледжу Лондона. "Проте справжня цінність цієї технології полягає не в її комп'ютерних аспектах. Це, радше, інструмент, який надає дослідникам можливість проводити експерименти на мініатюрному синтетичному мозку".

Перші 115 одиниць CL1 стартують у постачанні влітку за ціною $35 000 за одиницю. Якщо ви замовите комплект з 30 пристроїв, вартість одного з них знизиться до $20 000. Крім того, Cortical Labs пропонує хмарний сервіс wetware-as-a-service, який коштує $300 на тиждень за одиницю, надаючи віддалений доступ до їхніх внутрішніх клітинних культур.

Кожна стійка, оснащена пристроями CL1, споживає від 850 до 1000 Вт, що є значно меншим порівняно з десятками кіловат, які зазвичай необхідні для центрів обробки даних, що займаються завданнями штучного інтелекту. Це робить платформу ідеальною для тривалих лабораторних досліджень. "Ми подаємо маленькі електричні імпульси, які символізують біти інформації, зчитуємо нейронні реакції, а потім фіксуємо нові дані в культурі, і все це виконується в циклах, які тривають менше мілісекунд", - розповів головний науковий співробітник Cortical Labs, доктор Бретт Каган.

Наукові установи та біотехнологічні компанії вже висловили великий інтерес. Потенційні застосування включають скринінг ліків для лікування неврологічних розладів, таких як епілепсія та хвороба Альцгеймера, шляхом спостереження за тим, як нейрони, отримані від пацієнтів, обробляють інформацію в режимі реального часу. У недавньому рецензованому дослідженні CL1 відновив функціональне навчання в лабораторних нейронних культурах, що моделюють епілепсію: застосування протиепілептичних сполук дозволило раніше пошкодженим клітинам "навчатися" більш ефективно.

Крім біомедичних розробок, компанія Cortical Labs досліджує потенційні партнерства в сфері нейрообчислень, прискорення штучного інтелекту, а також займається нестандартними проектами, такими як майнінг Bitcoin. Стартап отримав інтерес з боку музичних і розважальних інституцій, які бажають поєднати біологічні обчислення з інноваційним мистецтвом. Однією з перших ідей було підключення CL1 до нейронів померлого композитора, однак ця співпраця так і не була реалізована.

CL1 базується на попередньому прототипі Cortical Labs під назвою DishBrain, в якому культивовані нейрони навчилися грати в аркадну гру Pong у модельованому середовищі. У статті, опублікованій у 2022 році в журналі Neuron, повідомляється, що нейрони самоорганізувалися за лічені хвилини, щоб відстежувати та реагувати на стимули на екрані, в деяких випадках перевершуючи алгоритми глибокого підкріплення навчання за ефективністю вибірки та адаптивністю.

Зростання виробництва використовує принципи експоненційного розвитку в біології: "Хоча для отримання 100 000 нейронів потрібно чимало зусиль, досягнення мільйона клітин вимагає лише незначних додаткових витрат", - зазначив Каган. Стартап, який залучив понад 11 мільйонів доларів від інвесторів, таких як Horizons Ventures та In-Q-Tel, впевнений, що досягнення сотень мільйонів нейронів є цілком реальним, перш ніж виникнуть труднощі з масштабуванням вирощування клітин.

Cortical Labs підкреслює, що покупці CL1 зобов'язані отримати інституційне етичне схвалення та забезпечити відповідні умови для культивування клітин. Ці пристрої не призначені для використання без контролю. Довгострокова мета компанії полягає у розробці "біоінженерного інтелекту", який колись зможе перевершити як природні нейронні мережі, так і кремнієві системи в плані адаптивності та ефективності. "Досить складну машину стає важче відрізнити від біологічної", - зазначає Каган. "Ми прагнемо використовувати адаптивні, самовідновлювальні характеристики живих клітин для створення більш надійних обчислювальних платформ".