"برينووير" خلايا دماغية تخليقية تتفوق على الذكاء الاصطناعي
ليس هناك حاسوب حتى الآن يتفوق أبعاداً وتعقيداً على الدماغ البشري، حيث يمكن لكتل الأنسجة الموجودة في جماجنا معالجة المعلومات بكميات وسرعات لا يمكن لتكنولوجيا الحوسبة مجرد الاقتراب من سرعتها. المفتاح لنجاح الدماغ يكمن في كفاءة النيورون بالقيام بدورين هما المعالج والذاكرة، على عكس الوحدات المنفصلة في معظم أجهزة الحوسبة الحديثة.
ووفقاً للتقرير المنشور في موقع «ساينس ألرت» فخلال سنوات طويلة ظهرت محاولات كثيرة لجعل الحوسبة أكثر تشبهًا بالدماغ البشري، ولكن محاولة جديدة تأخذ الأمور إلى مستوى جديد تمامًا - من خلال دمج أنسجة الدماغ البشري الحقيقية مع الإلكترونيات.
ومع ذلك، في حين أن جو وزملاؤه اتبعوا إرشادات الأخلاق في تطوير برينووير، يشير عدة باحثين من جامعة جونز هوبكنز في تعليقهم على البحث المنشور في «Nature Electronics» إلى أهمية الأخذ في اعتباره الاعتبارات الأخلاقية أثناء توسيع نطاق البحث في هذه التكنولوجيا بشكل أعمق.
لينا سميرنوفا وبراين كافو وإريك ج. جونسون، الذين لم يشاركوا في الدراسة، يحذرون: "مع زيادة التطور في هذه الأنظمة العضوية، من الضروري أن تتناول المجتمع العديد من القضايا الأخلاقية المتعلقة بأنظمة الحوسبة الحيوية التي تدمج أنسجة الدماغ العصبية البشرية".
والدماغ البشري مدهش في تركيبته، حيث يحتوي على ما يصل إلى 86 مليار نيورون، في المتوسط، وتصل إلى تريليون اتصال عصبي، يتصل كل نيورون بما يصل إلى 10,000 نيورون آخرين، مع التفاعل والتواصل المستمر بينهم.وتقول سميرنوفا: «حتى الآن، كانت أفضل جهودنا لنحاكي نشاط الدماغ في نظام صناعي بعيدة عن الواقع».
وفي عام 2013، قام حاسوب «K» التابع لمعهد ريكن - وكان واحدًا من أقوى الحواسيب العالمية آنذاك - بمحاولة لتقليد الدماغ. بوجود 82,944 معالجًا وتيرابايت واحد من الذاكرة الرئيسية، استغرق الأمر 40 دقيقة لتحاكي ثانية واحدة من نشاط 1.73 مليار نيورون متصلين بـ 10.4 تريليون اتصال عصبي - حوالي واحد إلى اثنين في المئة فقط من الدماغ.
وفي السنوات الأخيرة، حاول العلماء والمهندسون التقدم باتجاه قدرات الدماغ من خلال تصميم أجهزة وخوارزميات تحاكي هيكله وكيفية عمله. المعروفة باسم الحوسبة العصبية، إنها تتحسن ولكنها تتطلب طاقة كبيرة، وتدريب الشبكات العصبية الاصطناعية يستغرق وقتًا طويلاً.
لتوضيح النظام، أعطوا برينووير 240 مقطع صوتي من ثمانية رجال يصدرون أصوات حروف صوتية يابانية، وطلبوا منه التعرف على صوت شخص محدد. بدأوا بأورغانويد ساذج؛ بعد تدريب لمجرد يومين، كان برينووير قادرًا على التعرف على المتحدث بدقة تبلغ 78 في المائة.
وطلبوا أيضًا من برينووير التنبؤ بخريطة هينون، وهي نظام ديناميكي يظهر سلوكًا فوضويًا، تركوه غير مشرف ليتعلم لمدة أربعة أيام - حيث يمثل كل يوم حقبة تدريب - ووجدوا أنه كان قادرًا على التنبؤ بالخريطة بدقة أفضل من شبكة عصبية اصطناعية بدون وحدة ذاكرة قصيرة الأجل.
كان برينووير أقل دقة قليلاً من الشبكات العصبية الاصطناعية مع وحدة ذاكرة قصيرة الأجل - ولكن هذه الشبكات خضعت لكل منها لـ 50 حقبة تدريب، وحقق برينووير نتائج تقريبًا مماثلة في أقل من 10 في المائة من وقت التدريب."وكتب الباحثون في تقريرهم المسجل: «بسبب الليونة والقابلية للتكيف للغاية للأورغانويد، فإن برينووير لديه مرونة للتغيير وإعادة التنظيم استجابةً للتحفيز الكهربائي، مما يبرز قدرته على الحوسبة المتكيفة بوعي».
مع ذلك، هناك قيود كبيرة لا تزال قائمة، بما في ذلك مسألة الحفاظ على حياة وصحة الأورغانويد، ومستويات استهلاك الطاقة للمعدات الطرفية، ولكن، مع مراعاة الاعتبارات الأخلاقية، يتيح برينووير إمكانيات ليست فقط لمجال الحوسبة، ولكن أيضًا لفهم أسرار الدماغ البشري.
وفي تقريرهما ضمن البحث يقول الباحثون سميرنوفا وكافو وجونسون إن: «قد يمر عقود قبل أن يحدث إنشاء أنظمة الحوسبة الحيوية العامة، ولكن يُعتقد أن هذا البحث سيولد رؤى أساسية في آليات التعلم، وتطور الأعصاب، والآثار المعرفية للأمراض العصبية المتقدمة، وقد يساعد ذلك أيضًا في تطوير نماذج لعلاج الإعاقة من خلال الاختبارات السريرية.»
