Vznikl počítačový čip sestavený z mozkových buněk!

Pohled shora na nervy ve zdravém lidském mozku pomocí technologie DWI MRI Zdroj: Wellcome Image Awards

Novinka slibuje změnit pojetí architektury počítačů zítřka.

I při veškeré dosavadní síle lidských počítačů stále neexistuje nic, co by předčilo mocnou sílu lidských mozkových buněk. Výpočetní optimalizace lidského mozku je zkrátka – pro jeho vlastní, specifickou činnost – stále na míle daleko před naší veškerou informační technologií. Jako u mnoha užitečných “vynálezů přírody” se však objevují lidské snahy o inspiraci v tamní sféře. Nejnověji v případě prototypu počítače, který je sestaven právě z mozkových buněk.

Velká síla 64 neuronů

První čip tohoto druhu nemá velkou výpočetní kapacitu. Jedná se o hybridní 64neuronový křemíkový čip, tedy kombinující stávající informační technologie s pouhými 64 mozkovými buňkami hlodavce. Vyvinul ho americký startup s africkou příchutí jménem Koniku založený nigerijským vědcem Oshem Agabi. Již nyní je tento titěrný čip připravován na činnost, která by běžným kusům hardwaru dala pořádně zabrat – k vyčenichání výbušnin.

I když si na nich jen tak nezahrajete Dooma, biologické počítače jsou mnohem lépe uzpůsobené právě k, inu, biologickým operacím. Agabiho hybridní čip je sám inspirován neuvěřitelnou schopností včel navigovat se na kilometry podle pachu, která je ve svém základu pro velikost hmyzu výpočetně nenáročná. Zaměřil se proto se svými lidmi na vypíchnutí, jak včelí pach operuje, a následně emulaci téhož a nakonec propojením s počítačovou technologií. Vedle bezpečnostního uplatnění pro vyhledávání teroristických výbušnin na kilometry daleko by hypotetický dron s Agabiho čipem mohl rovněž skenovat rafinerie a továrny, hledaje únik nebezpečných chemikálií.

Ačkoliv podobný typ nápadu není zcela nový, Osh Agabi si svou společnost Koniku doslova vydupal ze země. Původem Nigerijčan, Agabi se osm let živil návrhem robotiky a umělé inteligence ve Švýcarsku. Poté se vydal vstříc univerzitnímu titulu v teoretické fyzice se zaměřením na propojení neuronů a počítačového jazyka. Následující čtyři roky pak pracoval na robotických končetinách, které by bylo možné implantovat obětem amputací, a poté si zase udělal doktorát v bioinženýrsví. Společnost Koniku je jeho snahou spojit celoživotní zájem o počítače a život.

Rozhraní mezi životem a strojem

Propojení neuronů a integrovaných obvodů není snadné, Agabiho tým k němu musel vyřešit tři hlavní problémy. Prvním bylo samotné propojení neuronů do sítí podobných těm v našem mozku. Druhým byla schopnost přečíst a zapsat informaci do jednotlivých neuronů. A konečně třetím bylo, jak udržet biologické prostředí stabilní pro přežití neuronů. Nakonec ke svému cíli přejali hodně zkušeností z medicínského studia kmenových buněk, především možnost přeměnit libovolnou buňku právě na tu mozkovou, a tak ji upravit k obrazu svému. K udržení buněk stabilních pak kolem každé z nich vytvořili separátní slupku kontrolující ideální podmínky a dodávající buňce výživu. Elektrody připevněné na slupce rovněž zajišťují komunikaci mezi buňkami samotnými.

Pokud s 64 neurony zvládne dron čenichat po výbušninách, kolik neuronů je třeba na komplexnější činnost? Agabi vypočítává, že čip s 500 buňkami by byl s to řídit automobil, 10 tisíc buněk by dovedlo v reálném čase zpracovávat obrazový vstup na způsob lidského oka, a milion neuronů by mohlo vytvořit počítač s vlastním myšlením. Jenom pro srovnání, při své zevrubné studii mozkových buněk došla před čtyřmi lety brazilská vědkyně Dr. Suzana Herculano-Houzel k průměrné cifře 84 miliard – právě tolik neuronů se průměrně nachází v hlavě každého z nás.

Agabi se netají tím, že v biologických hybridních počítačích vidí budoucnost. Jeho společnost nyní sbírá první vlnu investorů, již nyní ji finančně podpořili aeronautické a farmaceutické společnosti. Je otázkou, nakolik se stane předmětem kritiky v případě sestavování větších biologických celků – vytváření “mozku v baňce” je jeden z nejstarších příkladů šíleného vědce v popkultuře vůbec. Fantastické možnosti jeho technologie však stojí za prozkoumání. Čip s 64 neurony nemusí znít famózně, pokud ale bude Agabi mít štěstí, za dva další roky možná dožene posledních 40 let vývoje počítačových technologií.

Ladislav Loukota