Je li izvediv hibridni čip od neurona i silicija?

3. prosinca 2021. australski startup za biološko računanje, Cortical Labs, objavio je članak prije tiska u kojem se navodi da je mrežu od stotina tisuća neurona pretvorio u sustav sličan računalu sposoban za igranje videoigre Pong. Taj su sustav nazvali DishBrain.

DishBrain sadrži žive neurone prikupljene iz mišjih embrija u jednom slučaju i iz pluripotentnih matičnih stanica izazvanih ljudima (hiPSC – matične stanice stvorene od stanica odraslih ljudi, poput kože, koje se zatim diferenciraju u drugu vrstu stanica odrasle osobe, kao što su neuroni) u drugo. Te su stanice potom uzgojene i postavljene na višeelektrodne nizove gdje su se smjestile, dalje rasle i postale dio elektroničkog sustava.

Softver je ispitao neuronsku aktivnost tijekom ovog razdoblja rasta na nizu s više elektroda. Ulazi i izlazi su konfigurirani tako da sustav odgovara stanjima u igri Pong. DishBrain sustav – živo računalo – marljivo je hranjen otopinom te je na kraju pokazao “spontanu elektrofiziološku aktivnost”.

Elektricitet povezuje

Startup Cortical Labs sa sjedištem u Melbourneu uzgajao je skupine neurona (moždanih stanica) koje su ugrađene u računalni čip. Rezultirajući hibridni čip funkcionira jer i mozak i neuroni dijele zajednički jezik: elektricitet.

U silikonskim računalima, električni signali putuju duž metalnih žica koje međusobno povezuju različite komponente. U mozgu, neuroni međusobno komuniciraju pomoću električnih signala preko sinapsi (spojnica između živčanih stanica). U sustavu Dishbrain Cortical Labs, neuroni se uzgajaju na silikonskim čipovima. Ti neuroni djeluju poput žica u sustavu, povezujući različite komponente. Glavna prednost takvog pristupa je da neuroni mogu promijeniti svoj oblik, rasti, replicirati se ili umrijeti kao odgovor na zahtjeve sustava.

Distopija ili …

Istraživači Cortical Labsa naveli su: “Zapravo, ne znamo što proizvodimo, jer ništa slično nije postojalo prije. Potpuno novi način postojanja. Fuzija silicija i neurona. Rodom iz digitalnog svijeta osvijetljenog prometejskom vatrom ljudskog uma.”

Udaljenost između računala i mozga je velika. Mozak je živ, mokar i iznutra usmjeren ka cilju. Računala su obično elektronička, suha i vođena ciljevima koji su dodijeljeni izvana. DishBrain ima i žive i nežive, mokre i suhe komponente. No, ima li unutarnji ili vanjski cilj? Cjelokupni sustav djeluje poput računala, vođeno da služi svojim kreatorima.

Međutim, prema principu slobodne energije, zapravo neuroni koji traže cilj da minimiziraju svoje “iznenađenje” u svom okruženju pokreću ovo računalo. Igranje igre radi ljudskih eksperimentatora samo je nuspojava tog dubljeg cilja.

Sve u vezi neurona u DishBrainu je dizajnirano da iskoristi sve unutarnje ciljeve koje ti neuroni mogu imati i usmjeriti ih umjesto toga prema vanjskom cilju igranja Ponga. Neuroni se uklanjaju iz svog organizma i stavljaju u elektronsko okruženje da djeluju. Oni su stimulirani i mjereni. Oni su živo biće svedeno na elektronički dio.

Duga je povijest rada na životinjama i eksperimentiranja na životinjama, a mnogim od eksperimenata bi se mogle prigovoriti iz moralnih razloga, no DishBrain je znatno jednostavniji od korištenja životinja u znanstvenim eksperimentima. Upotrebljen je samo jedan tip stanica, i to čak ni jako puno stanica (800.000 do milijun). Sastoji se od neurona, što postavlja pitanje osjeta i patnje, ali u usporedbi s cijelom životinjom koja je upotrebljena u znanstvenom eksperimentu, čini se da je DishBrain prihvatljiviji.

Etički problem

Korištenje ljudskih stanica u DishBrainu otvorio je etička pitanja. Je li dobro što su istraživači iz Cortical Labsa koristili inducirane pluripotentne matične stanice iz doniranog tkiva odraslih umjesto embrionalnih matičnih stanica prikupljenih uništenjem ljudskih embrija? Izbjegavajući korištenje ljudskih embrionalnih matičnih stanica u samom DishBrainu, Cortical Labs je izbjegao određenu količinu kontroverzi i mogućeg negativnog tiska, a da ne spominjemo izbjegavanje uništavanja ljudskih embrija. S obzirom na izbor između jednako dobrih eksperimenata koji uključuju inducirane pluripotentne matične stanice i embrionalne matične stanice, čini se da ima smisla koristiti inducirane pluripotentne stanice, čak i ako samo za izbjegavanje kontroverzi. Treba napomenuti da su HEK (ljudski embrionalni bubreg) stanice korištene kao eksperimentalne kontrole u nekim točkama, tako da kontroverza o podrijetlu stanica nije u potpunosti izbjegnuta.

Stvarna umjetna inteligencija?

Možda postoje dobri razlozi za vjerovanje da umjetna inteligencija koja se temelji na čistom stroju nikada neće učiniti ništa više od simulacije oblika žive inteligencije. Čisto strojna umjetna inteligencija nema samomotivirajući faktor, nema slobode ili volje, nema sposobnosti brige ili ljubavi. Ali živi DishBrain sustav čini se kao da bi mogao imati samomotivirajuće čimbenike: neuroni traže određena stanja postojanja. Bi li to onda značilo da bi prošireni DishBrain jednog dana mogao dopustiti pravu umjetnu inteligenciju? Barem u hibridnom biološko-proračunskom obliku?

Trend

U stvari, Cortical Labs  samo je još jedan startup koji nastoji u računala ugraditi neurone uzgojene u laboratoriju, Koniku, vjeruje da će njihova tehnologija revolucionirati nekoliko industrija uključujući poljoprivredu, zdravstvo, vojnu tehnologiju i sigurnost zračnih luka. Druge vrste organskih računala također su u ranim fazama razvoja.

Iako su silikonska računala transformirala društvo, još uvijek ih nadmašuju mozgovi većine životinja. Na primjer, mačji mozak sadrži 1000 puta više podataka za pohranu od prosječnog iPada i može koristiti te informacije milijun puta brže. Ljudski mozak, sa svojim trilijunima neuronskih veza, sposoban je izvesti 15 kvintilijuna operacija u sekundi.

Sada se s time mogu uspoređivati samo masivna superračunala koja koriste ogromne količine energije. Ljudski mozak koristi samo oko 20 vata energije, ili otprilike onoliko koliko je potrebno za napajanje žarulje. Za pohranu iste količine podataka sadržanih u jednom ljudskom mozgu u modernim centrima za pohranu podataka bile bi potrebne 34 elektrane na ugljen koje proizvode 500 megavata na sat.