A chiphez kapcsolt emberi agysejtek képesek a beszéd felismerésre

Feng Guo és csapata az Indianai Egyetemen Bloomingtonban őssejtekből agyorganoidot hozott létre, amit egy számítógépes chiphez csatlakoztatott. A Brainoware néven ismert elrendezésüket egy mesterséges intelligencia eszközzel kötötte össze. Megállapították, hogy ez a hibrid rendszer képes feldolgozni, megtanulni és megjegyezni az információkat. Még kezdetleges beszédfelismerésre is képes volt. A Nature Electronics című szaklapban megjelent tanulmány egy napon újfajta, a hagyományos számítógépeknél hatékonyabb biokomputerek kifejlesztéséhez vezethet.

Agysejtek a számítógépben

A tudósok már évtizedek óta próbálnak fejlett biológiai rendszereken alapuló számítógépeket építeni. Guo szerint az ilyen számítógépek leküzdhetnék a szilíciumalapú komputerek néhány kihívását, például az adatfeldolgozás szűk keresztmetszetét.

A hagyományos számítógépek sokkal jobbak az agyaknál a számok kezelésében, de az emberi agyak jobban képesek az összetett információk feldolgozására, miközben viszonylag kevés energiát használnak fel. „Ez az első demonstráció az agyi organoidok számítástechnikai felhasználására. Izgalmas látni az organoidok lehetőségeit a bioinformatika számára a jövőben” – idézte Guo szavait összefoglalójában az MIT Technology Review.

Elkészült a legrészletesebb emberi agytérkép, most kiderült az igazság az agysejtekről

A Brainoware-rel Guo célja az volt, hogy valódi agysejteket használjon az információk küldésére és fogadására. Amikor a kutatók elektromos stimulációt alkalmaztak az általuk épített hibrid rendszerre, a Brainoware reagált ezekre a jelekre, illetve változások következtek be az ideghálózataiban. A kutatók szerint ez az eredmény azt sugallja, hogy a hibrid rendszer valóban feldolgozta az információkat, és talán még számítástechnikai feladatokat is el tudott végezni felügyelet nélkül.

A Brainoware még nem teljesít tökéletesen

Guo és kollégái ezután megpróbálták megvizsgálni, hogy a Brainoware képes-e hasznos feladatokat végrehajtani. Az egyik tesztben arra használták a Brainoware-t, hogy matematikai egyenleteket próbáljon megoldani. Emellett elvégeztek vele egy beszédfelismerési tesztet is, amelyhez nyolc ember 240 hangfelvételét használták, amelyeken nyolc ember japán magánhangzókat ejt ki. A klipeket elektromos jelekké alakították át, majd a Brainoware rendszerre alkalmazták. Ez jeleket generált az agyi organoid neurális hálózataiban, amelyeket aztán egy mesterséges intelligencia eszközbe tápláltak a dekódoláshoz.

A kutatók megállapították, hogy az agyorganoid-AI rendszer képes volt dekódolni a hangfelvételek jeleit, ami a beszédfelismerés egy formája – mondja Guo.

„De a pontosság alacsony volt” – jegyzete meg. Bár a rendszer a gyakorlással javult, és mintegy 78 százalékos pontosságot ért el, a tanulmány szerint még mindig kevésbé volt pontos, mint a mesterséges neurális hálózatok.

Lena Smirnova, a Johns Hopkins Egyetem közegészségügyi tanszékének adjunktusa rámutat, hogy az agyi organoidok nem képesek valóban hallani a beszédet, hanem egyszerűen reakciót mutatnak a hangklipek elektromos ingerlésére. A tanulmány pedig nem mutatta ki, hogy a Brainoware képes-e hosszú távon feldolgozni és tárolni az információkat, avagy több feladatot megtanulni. Az agysejtkultúrák laboratóriumi előállítása és elég hosszú ideig történő fenntartása a számítások elvégzéséhez szintén hatalmas vállalkozás. Mégis, „ez egy igazán jó demonstráció, amely megmutatja az agyorganoidok képességeit” – tette hozzá.

BLIKK DOSSZIÉ

agysejt