Vědci z Princetonu spojili 70 000 živých neuronů s elektronikou: Vznikl hybridní čip pro AI budoucnosti

Vědci z Princetonské univerzity dosáhli významného pokroku ve vývoji hybridních biopočítačových platforem. Představili systém nazvaný 3D-MIND, který unikátně kombinuje živé mozkové buňky s flexibilní elektronikou.

Vědci z Princetonské univerzity dosáhli významného pokroku ve vývoji hybridních biopočítačových platforem. Představili systém nazvaný 3D-MIND, který unikátně kombinuje živé mozkové buňky s flexibilní elektronikou. Toto zařízení představuje klíčový krok k hlubší integraci umělé inteligence a biologických systémů, s potenciálem zásadně změnit budoucí výpočetní techniku.

Platforma 3D-MIND vkládá skupiny živých neuronů do trojrozměrné elektronické sítě, která je navržena tak, aby podporovala komunikaci mezi biologickou tkání a výpočetním hardwarem. Systém obsahuje přibližně 70 000 biologických neuronů propojených v 3D síti s desítkami mikroskopických elektrod. Tyto elektrody dokážou snímat a manipulovat s elektrickou aktivitou mozkových buněk. Hlavní výhodou je, že na rozdíl od dřívějších systémů, které interagovaly s buňkami převážně na povrchu neuronových kultur, 3D-MIND proniká hluboko do trojrozměrných neuronových struktur. To umožňuje přímé monitorování a stimulaci v celé síti, což poskytuje přístup k neuronové aktivitě a konektivitě, která byla dříve obtížně dosažitelná.

Jedním z hlavních motivů pro tento výzkum je energetická náročnost současných AI systémů. Lidský mozek spotřebuje jen zlomek – asi miliontinu – energie, kterou spotřebují dnešní AI systémy k provádění podobných úkolů. Vědci věří, že 3D-MIND by mohl pomoci posunout vývoj AI inspirované mozkem, nabízející nový přístup k systémům, které věrněji napodobují strukturu a funkci lidského mozku s výrazně nižší spotřebou energie. Elektronika zařízení je vyrobena z měkkých materiálů s mechanickými vlastnostmi podobnými mozkové tkáni, což umožňuje dlouhodobou integraci s živými buňkami bez narušení jejich chování; stabilní interakce byla sledována po dobu šesti měsíců.

Kromě výpočetních aplikací může systém sloužit také jako cenný výzkumný nástroj pro studium vývoje, adaptace a fungování nervových obvodů v realistických trojrozměrných prostředích. Platforma by mohla zlepšit screening léků poskytováním biologicky přesnějších laboratorních modelů a pomoci vědcům zkoumat neurologické poruchy za kontrolovaných podmínek. Budoucí práce se zaměří na zdokonalování zařízení pro studium vývoje mozku, modelování specifických neurologických onemocnění a testování experimentálních léčebných postupů. Dlouhodobým cílem je vývoj praktických hybridních systémů, které spojují biologii a elektroniku pro aplikace jak ve výpočetní technice, tak v medicíně.