V dnešní době technologie naprosto nezastavitelně postupuje vpřed a vědci nás stále překvapují svými inovacemi. Vědecký tým z čínské Tianjin University se rozhodl pro něco skutečně revolučního – spojili mozkový organoid s robotem. Zní to jako scénář z futuristického filmu, ale je to realita, která by mohla mít dalekosáhlé dopady na budoucnost lidstva.
Vědci z čínské univerzity Tianjin a South University of Science and Technology překvapili svým nejnovějším objevem. Představili revoluční technologii MetaBOC, která umožňuje neskutečně chytrou interakci lidského mozku s počítačem. Tento převratný vynález otevírá dveře do zcela nových dimenzí, kde se propojení mezi člověkem a technologií stává skutečností.
This year’s „worst scientific image“ award goes to Tianjin University, and it’s only July. They developed and demonstrated a method using living brain cells wired into organoid-on-a-chip biocomputers that can learn to drive robots.
How did they visualize it?
With a toy robot. pic.twitter.com/qotsB7IgS0
— Berci Meskó, MD, PhD (@Berci) July 3, 2024
Nová technologie brain-on-a-chip přináší skutečnou revoluci. Kombinuje mozkový organoid, vypěstovaný z lidských kmenových buněk, s čipem neurálního rozhraní.
V rámci studie, která byla publikována ve vědeckém časopisu Brain, vědci použili kmenové buňky k vytvoření mozkového organoidu – miniaturní verze lidského mozku. Tuto fascinující tkáň pak propojili se systémem MetaBOC. Cílem výzkumu bylo využít jedinečný způsob fungování mozku ke zlepšení navigačních schopností robota. A to není vše – tímto způsobem také vylepšují různé další aspekty, jako je autonomní sledování a uchopení předmětů.
Spoluautor zmíněné studie, Li Xiaohong z Tianjin University uvedl, že ačkoliv jsou mozkové organoidy slibné pro základní inteligenci, stále čelí několika výzvám, jako je nízká vývojová zralost a nedostatečný přísun živin.
Aby tyto problémy vyřešili, vyvinuli inovativní techniku využívající ultrazvuk s nízkou intenzitou. Tento přístup pomáhá organoidům lépe se integrovat a růst v mozku. Ve studii se uvádí, že léčba ultrazvukem nejen zvýšila diferenciaci organoidních buněk na neurony, ale také zlepšila jejich síťování s mozkem hostitele.
„Rozhraní mozek na čipu se vytváří spojením kultivovaných mozků s elektrodovými čipy. Využívá kódování a dekódování a stimulační zpětnou vazbu k realizaci interakcí s externími informacemi,“ vysvětluje Ming Dong, výkonný ředitel laboratoře Haihe a jeden z autorů výzkumu.
Aktuálně probíhá několik výzkumů, které se zabývají rozhraním mozek/počítač a používají přitom skutečné lidské mozky. Tyto výzkumy pracují se zaznamenáváním mozkových vln pomocí externích senzorů, nebo v případě pacientů s postižením využívají čip implementovaný přímo v mozku.
Podle webu Fierce Biotech dosáhla významného úspěchu také společnost Precision Neuroscience Corporation, jeden z lídrů v oblasti rozhraní mozek/počítač. V rámci svého bádání vědci překonali světový rekord v počtu elektrod umístěných na lidský mozek pro zaznamenávání dat. Tento rekord, který činí úžasných 4 096 elektrod, byl dosažen v dubnu 2024.
Implantát Precision, nazvaný Layer 7 Cortical Interface, je skutečně úžasným kouskem technologie. Jedná se o tenkofilmovou mikroelektrodovou mřížku, která obsahuje 1 024 miniaturních elektrod o průměru od 50 do 380 mikronů. Tyto elektrody jsou zabaleny na ploše přibližně 1,6 čtverečních centimetrů.
Tento implantát je navržen tak, aby perfektně seděl na povrchu mozkové kůry a mapoval elektrickou aktivitu. Díky vysoké hustotě elektrod mohou neurovědci sledovat aktivitu neuronů v neuvěřitelném rozlišení. To jim umožňuje lépe dekódovat myšlenky na zamýšlené činy a otevírá nové možnosti v oblasti neurovědy. Fascinující, že?
Vědci z Tianjin University vysvětlují, že použití mozkového organoidu namísto skutečného mozku otevírá zcela nové možnosti výzkumu. Podle nich má použití těchto organoidů obrovský potenciál způsobit revoluci, například ve vývoji hybridní inteligence nebo počítačů s výkonem podobným lidskému mozku.
Co se samotného výzkumu týče, ten posunul obor rozhraní mozek/počítač dopředu ve dvou zásadních směrech. Prvním z nich je skutečnost, že buněčná kultura organoidů se již posunula z dvourozměrné na trojrozměrnou. To vědcům umožňuje vyvíjet mnohem komplexnější neuronové počítačové sítě.
A to není vše! Vědci do této rovnice přidali i umělou inteligenci (AI). Tento krok jim umožnil experimentovat s takzvanou hybridní inteligencí, kde se spojuje biologická inteligence s umělou.
Vytvořený systém MetaBOC je navíc open-source, což znamená, že jeho kód je všem volně dostupný na internetu. To umožňuje i jiným společnostem, které mají svou vizi, přidávat nové užitečné funkce, aniž by musely systém navrhovat od základů.
Podle autorů zmíněné studie je open-source přístup zárukou rychlejších inovací a pokroku ve sféře rozhraní mozek/počítač. A co víc, na svém systému neustále pracují. Věří, že díky organoidům brzy přinesou mnohem lepší navigační schopnosti pro autonomní roboty. To je teprve začátek, co nás asi čeká dál?
Autor: Jana Mitalová
