Hitech logo

Идеи

Биокомпьютер из тканей мозга и электроники научился распознавать голоса

TODO:
Георгий Голованов12 декабря 2023 г., 11:39

Ученые из США задумали новую систему Brainoware как мост между ИИ и биологическими тканями. Она состоит из органоидов мозга — скопления человеческих клеток, имитирующих различные органы, — и традиционной электроники. У обеих частей системы есть общее свойство: они передают сигналы между взаимосвязанными узлами нейронной сети. В последних экспериментах биологическая нейросеть Brainoware продемонстрировала свою эффективность, научившись распознавать голоса. При этом процесс распознавания происходит в органоидах. Это значимый шаг к полноценным биокомпьютерам, которые смогут работать со скоростью и энергетической эффективностью человеческого мозга.

00
Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Создание Brainoware началось с размещения органоида на пластине с тысячами электродов, которые соединяют мозг с электронными схемами, рассказывает Nature. Затем ученые из Университета Индианы преобразовали информацию в электрические импульсы и передали органоиду. Датчики записали ответ тканей мозга, а алгоритм машинного обучения расшифровал его.

«Если ИИ — это мозг робота, то RPA — его руки». Что умеют программные роботы

Для испытания возможностей системы ее использовали для распознавания голоса. Аудиофайлы с голосами восьми различных людей преобразовали в электрические сигналы и отправили на анализ органоиду. Мини-мозг выдал разную реакцию на каждый голос, продемонстрировав в каждом случае свой паттерн нейронной активности. ИИ, обученная интерпретировать эти реакции, идентифицировал человека на записи. После тренировок система смогла распознавать голоса с точностью 78%.

До появления полноценного биологического компьютера придется пройти еще очень долгий путь, признают исследователи, но их работа уже подтвердила некоторые ключевые теоретические предпосылки. В предыдущих экспериментах подобные тесты проходили только двухмерные культуры нервных клеток. В этот раз впервые с задачей справились трехмерные органоиды мозга.

С практической точки зрения биокомпьютеры смогут обеспечить компьютерам будущего скорость и энергетическую эффективность человеческого мозга. Технологию можно будет также использовать для изучения процессов мозга и нейродегенеративных заболеваний, поскольку органоиды способны воспроизводить архитектуру и функцию работающего мозга так, как не в состоянии этого делать простые клеточные культуры.

Следующим шагом исследователей станет адаптация органоидов к выполнению более сложных задач, а также придание системе большей надежности и точности.

Если взять 800 000 клеток человеческого мозга, подключить их к биокомпьютеру и показать, что такая система способна обучаться быстрее, чем нейросеть, у людей возникают вопросы. Журналисты издания New Atlas побеседовали с Бреттом Каганом, главным научным сотрудником Cortical Labs, австралийской компании, которая занимается интеграцией тканей человеческого мозга, выращенных из стволовых клеток, в кремниевую электронику.