A Bristoli Egyetem kutatói emberi őssejtekből növesztett mini-agyakkal, úgynevezett agyorganoidokkal azonosították a Braille-írás betűit. Egyetlen organoid jeleiből a betűk 61%-át lehetett helyesen visszafejteni, három organoid együtt 83%-os pontosságot ért el. Az eredményt a Frontiers in Artificial Intelligence folyóiratban közölték. A kutatók szerint ez fontos lépés az élő idegsejtekre épülő, energiatakarékos „biohibrid” számítógépek felé.
Az emberi agy rendkívül hatékony számítógép, és már a hagyományos chipek is sok energiát takarítanak meg, ha az agy működését utánozzák. Az organoid-intelligencia nevű kutatási terület egy lépéssel tovább megy, és magukat az élő idegsejteket használná számításra. A tanulmány első szerzője, Tianyi Liu, a Bristoli Egyetem doktorandusza a 404 Media kérdésére így fogalmazott: „Ha eddig is a biológiai neurális hálózatokat próbáltuk utánozni, miért ne használnánk közvetlenül valódi biológiai neurális hálózatokat?”
Így „olvastak” az organoidok
Az organoidok egy milliméternél kisebbek, nagyjából 10 000 idegsejtet tartalmaznak, és az emberi előagy szerkezetét modellezik, bár egy valódi agy sok részlete hiányzik belőlük. Mikroelektróda-tömbökön ülnek, egy olyan rendszerben, amely életben tartja őket, és figyeli a válaszaikat. A kísérletek távolról, a FinalSpark cég Neuroplatform nevű szolgáltatásán futottak. A kutatók egy tapintásérzékelővel (Evetac) letapogatták a Braille-ábécé mind a 26 betűjét, az adatokat elektromos ingermintázattá alakították, és ezt adták az organoidoknak. Az organoidok idegi aktivitását egy egyszerű gépi tanulási algoritmus, egy tartóvektor-gép (SVM) sorolta be betűnként.
Egyetlen organoid esetében a betűk körülbelül 61%-a volt helyesen visszafejthető, három organoid kombinált válaszával 83%. A kutatók még nem tudják pontosan, miért teljesít jobban a hármas csapat. Liu szerint „a különböző organoidoknak kissé eltérő lehet a hálózati kapcsolódásuk, a fejlettségi állapotuk és a folyamatos aktivitásuk, így ugyanarra a bemenetre hasonló, de nem azonos válaszokat adhatnak”. A kutatók mesterséges zajt is kevertek a jelekbe. Az organoidok válaszaiból ilyenkor is megbízhatóbban lehetett visszafejteni a betűket, mint ha ugyanaz az algoritmus közvetlenül a zajos jeleken dolgozott volna.
Még nem tanulás
A szerzők hangsúlyozzák, hogy a kísérlet nem bizonyítja, hogy az organoidok megtanulták a Braille-t. Nyílt hurkú kísérletről van szó, vagyis az organoidok nem kaptak visszajelzést a teljesítményükről. „Megmutattuk, hogy a tapintási információt kódolni lehet, az organoidok feldolgozzák, és vissza lehet fejteni, de tanulást vagy hosszú távú változást az organoidokban nem mutattunk ki” – mondta Liu. A következő lépés a textúrák, az élek és más tapintási ingerek vizsgálata, később pedig zárt hurkú rendszerek építése, ahol az organoid visszajelzést kap a saját működéséről. A korlátok is egyértelműek: az organoidok nem szabványosíthatók, és nehezebb életben tartani őket, mint egy chipet. Liu szerint „a bevett chipekhez képest az organoid rendszereknek még hosszú utat kell bejárniuk a megbízhatóság, a reprodukálhatóság és a méretezhetőség terén”.
A tanulmány előzetes változata az arXiv-on is olvasható. Az ember és a gép idegi szintű összekapcsolásán más cégek is dolgoznak, a Science Corporation például biohibrid agyi interfészt fejleszt. A biológia és az AI más irányból is közeledik egymáshoz: a Microsoft nemrég biológiai AI-világmodellt mutatott be.
