الكمبيوتر الحي.. علماء يبتكرون أول حاسوب مصنوع من أدمغة بشرية

قام علماء سويديون بابتكار الكمبيوتر الحي الأول في العالم مصنوع من أنسجة المخ البشري، ويتكون هذا الكمبيوتر الحي من 16 عضوًا عضويًا، أو كتلًا من خلايا المخ التي تم زراعتها في مختبر، والتي ترسل المعلومات فيما بينها.

ويعمل الكمبيوتر الحي مثل شريحة الكمبيوتر التقليدية، ويرسل ويستقبل الإشارات من خلال الخلايا العصبية التي تعمل مثل الدوائر.

ولكن ما يجعلها مميزة هو أن الآلة الحية تستخدم طاقة أقل لأن الخلايا العصبية الحية يمكن أن تستخدم طاقة أقل بمليون مرة من المعالجات الرقمية الحالية المستخدمة حاليًا.

وعند مقارنتها بأفضل أجهزة الكمبيوتر في العالم، مثل Hewlett Packard Enterprise Frontier، وجد العلماء أنه بنفس السرعة وذاكرة أكبر بـ 1000 مرة يستخدم الدماغ البشري 10 إلى 20 واط - مقارنة بالكمبيوتر الذي يستخدم 21 ميجا واط، والذي يعادل 21 مليون واط.

تم تطوير الكمبيوتر الحي من قبل العلماء في FinalSparks، والتي تركز على خلق حلول مع الشبكات العصبية البيولوجية.

شبكات عصبية بيولوجية

قال الدكتور فريد جوردان، الرئيس التنفيذي المشارك لشركة FinalSpark، وهي شركة ناشئة تركز على خلق حلول مع الشبكات العصبية البيولوجية: "هذه الفكرة شائعة في الخيال العلمي، ولكن لم يكن هناك قدر كبير من البحث الحقيقي عنها".

والأعضاء هي مزارع أنسجة ثلاثية الأبعاد صغيرة منظمة ذاتيًا مصنوعة من الخلايا الجذعية.

ويمكن تصميم مثل هذه الثقافات لتكرار الكثير من تعقيد العضو، أو للتعبير عن جوانب مختارة منه مثل إنتاج أنواع معينة فقط من الخلايا.

ويأخذ العلماء الخلايا الجذعية ويزرعونها لمدة شهر تقريبًا حتى تشكل ميزات مثل الخلايا العصبية.

تم بناء أدمغة FinalSparks المصغرة من ما يقدر بنحو 10000 خلية عصبية حية، يبلغ قطرها حوالي 0.5 مم

ويتم تدريب الأعضاء بجرعات من الدوبامين - عندما تؤدي المهام بشكل صحيح، تحصل على تيار من المادة الكيميائية كمكافأة.

ويقوم العلماء بحقن الدوبامين عن طريق تعريض منطقة معينة من العضو الدماغي للضوء - على غرار كيفية إطلاقه في الدماغ البشري عندما يتم تنشيط منطقة معينة.

والأدمغة الصغيرة محاطة بثمانية أقطاب كهربائية تقيس النشاط في العضو الدماغي، ويمكن للباحثين إرسال تيار عبر القطب الكهربائي للتأثير على الخلية العصبية.

وتؤدي هذه الأقطاب الكهربائية الدور المزدوج المتمثل في تحفيز العضو الدماغي وتسجيل البيانات التي تعالجها.

يتم وضع العضو الدماغي أيضًا في حاضنة ميكروفلويدية تعمل كنظام سباكة صغير لكميات صغيرة من السوائل، مما يوفر العناصر الغذائية للخلايا، ويتم توفير العناصر الغذائية اللازمة لإبقائها على قيد الحياة.

وتحافظ الحاضنة على العضو الدماغي في درجة حرارة الجسم وتدير تدفق وصيانة الوسائط الخلوية، مما يوفر بيئة مستقرة خالية من البكتيريا والفيروسات.

تعيش الخلايا في "الكمبيوتر الحي" وتموت في غضون 100 يوم، متكتلة معًا في بنية عضوي ثلاثية الأبعاد.

لكنها تشبه تلك الموجودة في الأدمغة البشرية الحقيقية، ولديها نشاط كهربائي مماثل.