Ученые создали «живой компьютер», использовав искусственно выращенные клетки головного мозга

Живой компьютер

Группа исследователей из университета Иллинойса создала то, что можно назвать термином «живой компьютер«. Главным элементом этого компьютера являются искусственно выращенные клетки тканей головного мозга, а сам этот компьютер является доказательством работоспособности идеи, согласно которой такие «искусственные мозги» в будущем смогут стать управляющими компонентами различных робототехнических устройств.

Изначально ученые взяли у подопытных грызунов необходимое количество стволовых клеток и запрограммировали их на превращение в клетки нервных тканей. Таким образом им удалось вырастить в чашке Петри тонкую пленку из приблизительно 80 тысяч нейронов.

Собственно компьютер имеет размер, сопоставимый с размером ладони человека, он находится внутри инкубатора, в котором поддерживается определенная температура, влажность и другие благоприятные для жизнедеятельности нервных клеток условия. Тонкая пленка нервных тканей лежит на сетке электродов, а еще ниже находятся выходы оптического волокна, что все вместе позволяет стимулировать клетки одновременно электричеством и светом.

Однако, одной только сборки всего этого было недостаточно для того, чтобы компьютер начал работать, ученым пришлось «научить» нервные ткани работать с остальными компонентами, подобно единому целому. Для этого они обучили систему, подобно тому, как обучают нейронные сети, только в данном случае использовались импульсы тока и вспышки света, чередовавшиеся в нужных последовательностях. После этого компьютер был оставлен в покое на 30 минут времени, чего оказалось достаточно для закрепления сформировавшихся нейронных связей.

Затем исследователи провели тест F1, который используется для проверки работы нейронных сетей и который выдает результат в диапазоне от 0 до 1. Сначала живой компьютер не мог набрать значения выше 0.6 из-за того, что нейроны хаотично генерировали случайные электрические сигналы. Ученым пришлось разработать и использовать специальную комбинацию химических стимулов и дополнительных электрических импульсов для своего рода «успокоения» этого мини-мозга, который перестал генерировать случайные сигналы. И уже после этого компьютер прошел тест с результатом в 0.98, почти идеальным результатом.

И в заключении следует отметить, что этот живой компьютер продемонстрировал очень высокую обучаемость, на его обучение было затрачено во много раз меньше времени, чем на обучение стандартной нейронной сети. А в своей дальнейшей работе ученые из Иллинойса планируют создать более сложный биокомпьютер с большим количеством нейронов. Они надеются, что такое усложнение может привести к демонстрации «некоего неожиданного поведения», которому нейронная сеть изначально не обучалась.

Ключевые слова:
Биокомпьютер, Клетка, Мозг, Нейрон, Сеть, Обучение

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Ученые обнаружили «генетический проводник», связанный с производством новых нервных клеток головного мозга.
  • Искусственная нервная клетка, использующая настоящие нейропроводники – первый шаг к протезу мозга.
  • Создан чип, позволяющий вырастить на его поверхности искусственный «мозг»
  • Ученые впервые вырастили в лаборатории функционирующие ткани сетчатки глаза
  • Имплантация клеток человеческого мозга позволила сделать животных более умными
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Созданы новые лазеры, способные обеспечить скорость передачи информации на уровне 224 гигабита в секунду
    Широкое распространение различных сервисов, работающих с большими объемами информации, таких, как передача потокового видео с высоким разрешением и конференц-связь, уже начинает требовать расширения пропускной ...
    Специализированный процессор превращает компьютер в постоянно изменяющуюся головоломку для хакеров
    В 2017 году Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, совместно с исследователями из Мичиганского университета, начало программу под названием Morpheus, под которую было выделено ...
    Ученые создали живой биокомпьютер из грибов
    Группа ученых из Лаборатории нетрадиционных вычислений (Unconventional Computing Laboratory, UCL) университета Западной Англии (University of the West of England) в Бристоле, продемонстрировали нечто вроде ...
    Ученые установили новый рекорд точности вычисления значения числа Пи
    Группа швейцарских исследователей из Университета прикладных наук Восточной Швейцарии (Graubuenden University of Applied Sciences) объявила о завершении вычисления значения числа Пи, одной из базовых ...
    Корейцы создали ДНК-процессор, который может быть запрограммирован для решения сложных математических задач
    Когда мы слышим или читаем термин ДНК, то на ум сразу же приходит спиралевидная структура, состоящая из двух цепочек органических молекул, в которой закодирована ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика