Tak czy inaczej, już pod koniec tego roku będziemy mogli przekonać się, na ile te futurystyczne wizje mają odzwierciedlenie w rzeczywistości. Pierwszy niemiecki komputer neuronowy CL1 ma zostać zaprezentowany podczas październikowego Biointelligence Summit w Stuttgarcie. Cały projekt opiera się na połączeniu około 800 tysięcy ludzkich neuronów z tradycyjnymi chipami krzemowymi, co stanowi próbę stworzenia hybrydowej formy syntetycznej inteligencji biologicznej.
Od prostej gry do zaawansowanego systemu
CL1 nie powstał w próżni, ale jest rozwinięciem wcześniejszych eksperymentów tego typu. Platforma DishBrain, opracowana przez australijski startup Cortical Labs, stanowiła punkt wyjścia dla obecnych prac. W ramach tych badań udało się nauczyć 800 tysięcy neuronów gry w Pong w zaledwie kilka minut, co było pierwszym namacalnym dowodem na to, że żywe komórki mózgowe można trenować do wykonywania konkretnych zadań.
Czytaj także: Przełomowe odkrycie w badaniach mózgu. Naukowcy zmierzyli prędkość myśli
Brett Kagan, dyrektor generalny Cortical Labs i główny architekt systemu, wprowadził znaczące ulepszenia w stosunku do pierwowzoru. Obecna wersja charakteryzuje się znacznie stabilniejszą konstrukcją sprzętową, lepszym zarządzaniem ładunkiem elektrycznym oraz kompleksowym systemem podtrzymywania życia dla komórek. Poprzednie iteracje technologii borykały się z problemem kumulowania ładunku elektrycznego w miejscach stymulacji, co negatywnie wpływało na kondycję neuronów. CL1 rozwiązuje tę kwestię poprzez zastosowanie prostszej, ale bardziej stabilnej technologii, aktywnie równoważącej ładunek.
Jak funkcjonuje hybryda neuronów i krzemu?
Podstawą działania systemu CL1 jest utrzymywanie żywych neuronów w specjalnym roztworze odżywczym, umieszczonym bezpośrednio na chipie krzemowym. W odróżnieniu od konwencjonalnych procesorów ten biokomputer wykorzystuje naturalne zdolności neuronów do adaptacji, uczenia się i dynamicznego reagowania na zmieniające się warunki środowiskowe.
Chip pełni rolę interfejsu – dostarcza impulsy elektryczne do neuronów i odbiera od nich sygnały, trenując je do wykonywania określonych operacji. Cały proces przypomina w pewnym stopniu sposób, w jaki uczą się prawdziwe mózgi, gdzie wzmacnianie połączeń synaptycznych następuje w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne.
Kluczową rolę odgrywa zaawansowany system podtrzymywania życia komórek. Obwód perfuzyjny zapewnia filtrację produktów odpadowych, precyzyjną kontrolę temperatury, mieszanie gazów oraz cyrkulację płynów odżywczych. Dzięki tym rozwiązaniom neurony mogą funkcjonować przez okres około sześciu miesięcy. Cały system został zamknięty w kompaktowej szafie serwerowej, która działa autonomicznie, bez konieczności podłączania zewnętrznego komputera.
Praktyczne zastosowania i perspektywy
Potencjalne obszary wykorzystania CL1 obejmują między innymi odkrywanie nowych leków, modelowanie chorób neurologicznych oraz rozwój robotyki adaptacyjnej. Szczególnie obiecująco rysują się możliwości w dziedzinie neurologii, gdzie system mógłby służyć do modelowania schorzeń takich jak padaczka czy choroba Alzheimera, oferując naukowcom nowe narzędzia do badań nad terapiami.
Technologia ta ma szansę ograniczyć część testów przeprowadzanych na zwierzętach, zwłaszcza w przypadku leków neurologicznych i psychiatrycznych. Większość preparatów z tych kategorii kończy się niepowodzeniem w testach klinicznych, ponieważ modele zwierzęce nie oddają w pełni złożoności funkcjonowania ludzkiego mózgu.
Cortical Labs planuje komercjalizację CL1 w modelu określanym jako Wetware-as-a-Service. Badacze będą mogli wykupić dostęp do biokomputera poprzez chmurę, eliminując konieczność posiadania specjalistycznego sprzętu we własnym laboratorium. Pojedyncza jednostka CL1 kosztuje około 35 tysięcy dolarów, przy zużyciu energii na poziomie 850-1000 watów. W porównaniu z tradycyjnymi superkomputerami o podobnej mocy obliczeniowej, rozwiązanie to wydaje się atrakcyjne ekonomicznie, choć realna efektywność dopiero zweryfikuje te założenia.
Wyzwania i realistyczne spojrzenie w przyszłość
Robert Miehe z Fraunhofer IPA podkreśla znaczenie prezentacji CL1 w Niemczech jako ważnego momentu dla europejskiej biotechnologii. Nadchodzące wydarzenie w Stuttgarcie ma skupiać się na konwergencji biologii, inżynierii i technologii informacyjnej.
Czytaj także: Ludzki mózg działa na granicy chaosu. To fizyczny ewenement
Technologia CL1 wymyka się tradycyjnym klasyfikacjom – nie jest to ani czysta sztuczna inteligencja, ani typowe rozwiązanie medyczne. Ta interdyscyplinarność stanowi jednocześnie jej siłę i wyzwanie, szczególnie w kontekście pozyskiwania stabilnego finansowania dla dalszych badań.
Według zapowiedzi system ma być szerzej dostępny w drugiej połowie 2025 roku. CL1 może potencjalnie zrewolucjonizować sposób badania mózgu i testowania leków, łącząc biologiczne i technologiczne podejścia, ale na ostateczne wyniki przyjdzie nam jeszcze poczekać.