Исследователи из Бристольского университета сделали важный шаг в создании биологических компьютеров. Они вырастили из стволовых клеток человека миниатюрные сгустки нейронов — органоиды размером менее миллиметра — и подключили их к роботизированной руке, оснащенной тактильным датчиком. Целью эксперимента было научить «мини-мозги» распознавать шрифт Брайля.
В ходе работы роборука «ощупывала» 26 букв Брайля на пяти различных уровнях нажатия. Это позволило собрать около 1300 записей тактильных данных. Затем эти данные преобразовывались в параметры электрических импульсов и отправлялись через интернет в Швейцарию, в лабораторию стартапа FinalSpark. Там импульсы стимулировали органоиды, а их реакцию анализировал специальный алгоритм.
Результаты оказались впечатляющими: реакция одного органоида позволяла угадать букву с точностью 61%, тогда как случайный уровень составил бы около 4%. При объединении сигналов от трех органоидов точность возросла до 83%. Ученые пока не могут точно объяснить этот эффект, но предполагают, что нейронные связи в разных органоидах немного отличаются, что позволяет им дополнять друг друга.
Интересно, что без использования органоидов, только на основе электрических импульсов, алгоритм показал почти такой же результат — 82%. Однако преимущество органоидов проявилось на зашумленных данных: в этом случае ошибок было значительно меньше. «Если мы все это время пытались имитировать биологические нейронные сети, почему бы не использовать настоящие?» — комментирует автор работы Тяньи Лю.
Следующим шагом исследователи называют расширение тактильных задач, таких как распознавание текстур, а затем создание замкнутой системы, где органоид будет получать обратную связь на свои ответы. Это позволит проверить, способен ли он адаптироваться. В перспективе такие разработки могут привести к созданию энергоэффективных биокомпьютеров, которые откроют новые горизонты в вычислениях и медицине.
