علماء يقترحون تحويل «عضيات الدماغ» لكمبيوترات حيوية متقدمة

في اقتراح نُشر اليوم (الثلاثاء) بمجلة «Frontiers in Science» العلمية، حدد مجموعة من الباحثين متعددي التخصصات خططهم لتحويل كتل ثلاثية الأبعاد من خلايا الدماغ البشرية تسمى (عضيات الدماغ) إلى أجهزة بيولوجية قادرة على أداء مهام حسابية متقدمة؛ وهو مجال أطلقوا عليه اسم «الذكاء العضوي(OI)».
وقال المؤلف جون هارتونج أستاذ علم الأحياء الدقيقة بجامعة جون هوبكنز في بيان «في حين أن أجهزة الكمبيوتر القائمة على السيليكون أفضل بالتأكيد مع الأرقام، فإن العقول أفضل في التعلم. على سبيل المثال AlphaGo (الذكاء الصناعي الذي تغلب على أفضل لاعب Go في العالم في عام 2017) تم تدريبه على بيانات من 160.000 لعبة. وكان على الشخص أن يلعب خمس ساعات يوميًا لأكثر من 175 عامًا لتجربة هذه الألعاب العديدة»، وذلك وفق ما نشر موقع «لايف ساينس» العلمي.
وعضويات الدماغ عبارة عن كتل صغيرة بأطباق المختبر من خلايا جذعية أقحمت بهياكل ثلاثية الأبعاد تحاكي بنية ووظيفة الدماغ البشري، ولكنها أبسط من العضو بالحجم الكامل. وقد تم إنتاجها لأول مرة عام 2013 لفحص صغر الرأس؛ وهي حالة يكون فيها رأس الرضيع أصغر بكثير من المتوسط؛ ومنذ ذلك الحين تم استخدام النقط الدماغية لدراسة أمراض مثل ألزهايمر وباركنسون وزيكا لإصلاح أدمغة الفئران المصابة بطعوم في مكانها الصحيح. وأخيرا، تم تعليمها لعبة الفيديو Pong.
ونظرًا لأن العضيات تشترك في العديد من أنواع الخلايا التي تمكن أدمغتنا من الحصول على المعلومات وتخزينها، يقول الباحثون إن نقاط الدماغ مناسبة بشكل فريد للمهام الحسابية التي تتطلب منها التعلم بسرعة ودون إنفاق الكثير من الطاقة، قبل تخزين المعلومات بعيدًا في اتصالات عصبية مضغوطة.
وفي هذا الاطار، يوضح هارتونج «تمتلك الأدمغة قدرة مذهلة على تخزين المعلومات تقدر بنحو 2500 تيرابايت. لقد وصلنا إلى الحدود المادية لأجهزة الكمبيوتر المصنوعة من السيليكون لأننا لا نستطيع تجميع المزيد من الترانزستورات في شريحة صغيرة. لكن الدماغ متصل بأسلاك مختلفة تمامًا مع حوالى 100 مليار خلية عصبية مرتبطة عبر أكثر من 1015 نقطة اتصال. إنه فرق طاقة هائل مقارنة بـالتكنولوجيا الحالية لدينا».
ولبناء الحواسيب العضوية التي يتخيلونها، كتب الباحثون أنهم يكيفون أدوات من الهندسة الحيوية والتعلم الآلي لتحفيز وتسجيل النشاط العصبي داخل عضيات الدماغ. لن يمكّنهم ذلك من إرسال واستقبال المعلومات من الكائنات العضوية الفردية فحسب، بل سيمكنهم أيضًا من ربطها معًا وإنشاء شبكات معقدة من كتل الدماغ التي يمكن أن تدعم عمليات حسابية أكثر قوة.
ومع ذلك، ولبناء حواسيب حيوية متطورة سيتعين على الباحثين أولاً عبور حقل ألغام أخلاقي. فيما أقر مؤلفو التقرير بأنه حتى الآن فإن الآثار الأخلاقية لبناء محاكاة صغيرة للدماغ البشري مقيدة بحقيقة أن أشباه عضويات الدماغ النموذجية تحتوي على عدد صغير من الخلايا ذات قوة حسابية محدودة. ولكن لتنمية عضويات مناسبة لأجهزة الكمبيوتر، يقول العلماء إنهم سيحتاجون إلى توسيع نطاقها من 50000 خلية عصبية إلى 10 ملايين.
كما يعتقد العلماء أنه مع نمو قدراتها الحسابية فإن العضيات المتصلة مع عدم تحقيق الإحساس الصريح من المحتمل أن تحقق شكلاً من أشكال الذكاء. وهذا يثير التساؤل حول ماهية الوعي وما إذا كان من الممكن أن يقال إن هذه العضيات تمتلكه.
وفي تعليق على هذا الأمر، قال عالم الأعصاب أليسون موتري من جامعة كاليفورنيا بسان دييغو المؤلف المشارك «علاوة على ذلك، نعلم أيضًا أنه تحت التخدير تتلاشى هذه التذبذبات على غرار دماغ الإنسان». ويخلص الى القول «اعتبارًا من اليوم، نعلم أن هذه العضيات يمكن أن تحاكي سلوك التذبذب العصبي القشري؛ بمعنى موجات الدماغ لطفل مبتسر إلى مرحلة ما بعد الولادة». مضيفا «لوضع هذا في طيف من الوعي، نقوم ببعض التحفيز لجمع مؤشر التعقيد المضطرب (PCI)؛ وهو مؤشر التعقيد الذي يستخدمه البعض لقياس طيف الوعي النهائي على هذه العضيات».