I ricercatori stanno combinando il tessuto cerebrale umano coltivato in laboratorio con l’elettronica

In una storia che sembra uscita dalle scene iniziali di un film horror di fantascienza, gli scienziati hanno colmato un divario critico tra il biologico e l’elettronico. lo studio, pubblicato In Elettronica della natura (Riassumi In natura), descrive in dettaglio un “biocomputer ibrido” che combina tessuto cerebrale umano coltivato in laboratorio con circuiti tradizionali e intelligenza artificiale. Il sistema, chiamato Brainoware, ha imparato a riconoscere le voci con una precisione fino al 78%. Un giorno ciò potrebbe portare all’integrazione dei chip di silicio con i neuroni.

Brainoware combina organoidi cerebrali – raccolte di cellule umane derivate da cellule staminali che sono state trasformate in “mini-cervelli” pieni di neuroni – con circuiti elettronici tradizionali. Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno posizionato “un singolo organoide su una piastra contenente migliaia di elettrodi per collegare il cervello ai circuiti elettrici”. I circuiti, che comunicano con gli organi cerebrali, traducono le informazioni che vogliono inserire in uno schema di impulsi elettrici.

Il tessuto cerebrale quindi impara e comunica con la tecnologia. Un sensore nella matrice elettronica rileva la risposta del mini-cervello, che un algoritmo di apprendimento automatico decodifica. In altre parole, con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, i neuroni e l’elettronica si stanno fondendo in un’unica macchina biologica (molto elementare al momento) per risolvere i problemi.

I ricercatori hanno insegnato al sistema informatico del cervello come riconoscere le voci umane. Hanno addestrato Brainoware su 240 registrazioni di otto persone che parlavano, “traducendo il suono in elettricità per trasmetterlo all’organo”. La parte organica ha reagito in modo diverso a ciascun suono generando allo stesso tempo uno schema di attività neurale che l’IA ha imparato a comprendere. Brainoware ha imparato a riconoscere i suoni con una precisione fino al 78%.

Il team considera il lavoro più come una prova di concetto che come qualcosa che abbia un uso pratico a breve termine. Nonostante gli studi precedenti mostrare Le colture di neuroni 2D possono fare cose simili, e questo è il primo esperimento eseguito utilizzando un blocco di cellule cerebrali umane addestrate in 3D. Ciò potrebbe indicare il futuro dell’informatica biologica, dove “la velocità e l’efficienza del cervello umano” scateneranno un’intelligenza artificiale super potente. (Cosa potrebbe andare storto?)

Aarti Ahluwalia, ingegnere biomedico presso l’Università di Pisa in Italia, ritiene che la tecnologia faccia più luce sul cervello umano. Poiché gli organoidi cerebrali possono replicare il centro di controllo del sistema nervoso in modi che le semplici colture cellulari non possono, il ricercatore ritiene che Brainoware (e gli ulteriori sviluppi che potrebbe generare) aiutino a modellare e studiare disturbi neurologici come il morbo di Alzheimer. “Questo è il luogo della promessa; “Speriamo un giorno di utilizzare queste cose per sostituire i modelli animali del cervello”, ha detto Ahluwalia. natura.

Le sfide che deve affrontare la tecnologia proto-cyborg aliena includono il mantenimento in vita degli organismi, soprattutto quando ci si sposta in aree più complesse dove gli scienziati eventualmente vogliono diffonderli. Le cellule cerebrali devono crescere in un’incubatrice, cosa che può diventare più difficile con organoidi più grandi. I prossimi passi includono il lavoro per imparare come gli organelli cerebrali si adattano a compiti più complessi e la loro progettazione per una maggiore stabilità e affidabilità.