MY.UAНовини
Вчені створили функціональний комп’ютер із тканин людського мозку
Вчені створили функціональний комп’ютер із тканин людського мозку

Вчені створили функціональний комп’ютер із тканин людського мозку

Немає навіть віддалено такого потужного та складного комп’ютера, як людський мозок. Грудки тканини, що знаходяться в наших черепах, можуть обробляти інформацію з такою кількістю та швидкістю, яку ледь під силу обчислювальній технології. Ключем до успіху мозку є ефективність роботи нейрона як процесора, так і пристрою пам’яті, на відміну від фізично розділених одиниць у більшості сучасних комп’ютерних пристроїв. Було багато спроб зробити обчислення більш схожими на мозок, але нова спроба йде на крок далі – шляхом інтеграції реальної, фактичної тканини людського мозку з електронікою.

Це називається Brainoware, і воно працює. Команда під керівництвом інженера Фен Го з Університету Індіани в Блумінгтоні поставила перед ним такі завдання, як розпізнавання мови та прогнозування нелінійних рівнянь. Він був трохи менш точним, ніж апаратний комп’ютер, що працює на основі штучного інтелекту, але дослідження демонструє важливий перший крок у новому типі комп’ютерної архітектури. Однак, хоча Гуо та його колеги дотримувалися етичних принципів у розробці Brainoware, кілька дослідників з Університету Джона Гопкінса відзначають у відповідному коментарі Nature Electronics важливість пам’ятати про етичні міркування під час подальшого розширення цієї технології.

Лена Смирнова, Брайан Каффо та Ерік К. Джонсон, які не брали участі в дослідженні, застерігають: «Оскільки складність цих органоїдних систем зростає, спільноті вкрай важливо вивчити безліч нейроетичних проблем, які оточують біокомп’ютерні системи. що включає людську нервову тканину». Людський мозок неймовірно дивовижний. Він містить приблизно 86 мільярдів нейронів у середньому та до квадрильйона синапсів. Кожен нейрон підключений до 10 000 інших нейронів, які постійно працюють і спілкуються один з одним.

На сьогодні наші найкращі спроби змоделювати діяльність мозку в штучній системі ледь подряпали поверхню. У 2013 році K Computer компанії Riken – тоді один із найпотужніших суперкомп’ютерів у світі – зробив спробу імітувати мозок. З 82 944 процесорами та петабайтом основної пам’яті знадобилося 40 хвилин, щоб змоделювати одну секунду активності 1,73 мільярда нейронів, з’єднаних 10,4 трильйонами синапсів – приблизно лише один-два відсотки мозку.

Зліва направо, вгорі: органоїди людського мозку у віці 7 днів, 14 днів, 28 днів і кілька місяців;  Внизу, зліва направо: 1 місяць, 2 місяці, 3 місяці. 

В останні роки вчені та інженери намагаються наблизитися до можливостей мозку, розробляючи апаратне забезпечення та алгоритми, які імітують його структуру та те, як він працює. Відомий як нейроморфні обчислення, він удосконалюється, але є енергоємним, а навчання штучних нейронних мереж займає багато часу. Гуо та його колеги шукали інший підхід, використовуючи реальну тканину людського мозку, вирощену в лабораторії. Людські плюрипотентні стовбурові клітини були змушені розвиватися в різні типи клітин мозку, які організувалися в тривимірні міні-мозки, які називаються органоїдами, укомплектовані зв’язками та структурами.

Це не справжні мізки, а просто утворення тканин без будь-якої схожості на думку, емоції чи свідомість. Вони корисні для вивчення того, як розвивається та працює мозок, не копаючись у справжній людині.

Brainoware складається з органоїдів мозку, з’єднаних із масивом мікроелектродів високої щільності за допомогою типу штучної нейронної мережі, відомої як резервуарні обчислення. Електростимуляція переносить інформацію в органоїд, резервуар, у якому ця інформація обробляється, перш ніж Brainoware викине свої обчислення у формі нейронної активності. Для вхідного та вихідного рівнів використовується звичайне комп’ютерне обладнання. Ці шари потрібно було навчити працювати з органоїдом, а вихідний рівень зчитував нейронні дані та робив класифікації або прогнози на основі вхідних даних.

Щоб продемонструвати систему, дослідники надали Brainoware 240 аудіозаписів із восьми чоловічих ораторів, які видають японські голосні звуки, і попросили ідентифікувати голос однієї конкретної людини. Вони почали з наївного органоїда; лише після дводенного тренування Brainoware вдалося ідентифікувати мовця з точністю 78 відсотків.

Вони також попросили Brainoware передбачити карту Хенона, динамічну систему, яка демонструє хаотичну поведінку. Вони залишили його без нагляду, щоб він навчався протягом чотирьох днів – кожен день представляв епоху навчання – і виявили, що він здатний передбачати карту з кращою точністю, ніж штучна нейронна мережа без довгого блоку короткочасної пам’яті.

Brainoware був дещо менш точним, ніж штучні нейронні мережі з довгою короткочасною пам’яттю, але кожна з цих мереж пройшла 50 епох навчання. Brainoware досяг приблизно таких же результатів менш ніж за 10 відсотків часу навчання.

«Завдяки високій пластичності та здатності до адаптації органоїдів Brainoware має гнучкість змінюватися та реорганізовуватися у відповідь на електричну стимуляцію, що підкреслює його здатність до адаптивних резервних обчислень», — пишуть дослідники.

Існують суттєві обмеження, включно з проблемою збереження живих і здорових органоїдів, а також рівнями споживання електроенергії периферійним обладнанням. Але, враховуючи етичні міркування, Brainoware має значення не лише для обчислень, але й для розуміння таємниць людського мозку.

«Можливо, пройдуть десятиліття, перш ніж вдасться створити загальні біообчислювальні системи, але це дослідження, ймовірно, дасть фундаментальне розуміння механізмів навчання, нервового розвитку та когнітивних наслідків нейродегенеративних захворювань», — пишуть Смирнова, Каффо та Джонсон. «Це також може допомогти розробити доклінічні моделі когнітивних порушень для тестування нових терапевтичних засобів».

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Склянка кефіру і жменя капусти: рум’яні пиріжки за 20 хвилин
24tv
2026-09-26T20:03:47Z
Скільки чашок кави потрібно пити щодня, щоб жити довше: нові рекомендації кардіологів
TSN
2026-10-02T12:38:15Z
Десятиліттями висаджували біля дому, а тепер рубають: це дерево приносить багато проблем
24tv
2026-10-02T15:36:25Z
Чи може чума з РФ поширитися в Україні: епідеміологиня відповіла
TSN
2026-10-06T20:00:01Z
Як правильно зберігати запаси води вдома — важливі правила безпеки
GlavRed
2026-10-07T23:27:36Z
Жахлива симуляція показує, що відбувається з мозком, якщо випити забагато води
TSN
2026-10-07T20:21:56Z
Мігрені, здуття та "туман" у голові: перші ознаки клімаксу, які можуть початися вже у 30 років
TSN
2026-09-29T19:21:29Z
Як часто потрібно чистити осінні і зимові куртки: експерти здивували відповіддю
GlavRed
2026-09-27T01:51:53Z
Постільна білизна буде як нова: що додати до пральної машини
GlavRed
2026-10-02T16:08:37Z
"Не встиг побачити сенс життя": у загиблого військового Даниїла "Серфера" Смирнова народився син
Фокус
2026-10-01T21:57:12Z
Гуманітарна допомога в Києві: хто може отримати продуктові набори
Политека
2026-10-02T04:30:08Z
Військові нагородили Ірину Федишин особливою відзнакою
ГЛАВКОМ NET
2026-10-01T15:32:19Z
Скільки людей залишилося в заблокованих Олешках? Голова міської адміністрації назвала цифру
ГЛАВКОМ NET
2026-09-27T15:42:35Z
США замовили ще понад тисячу українських FPV-дронів
ГЛАВКОМ NET
2026-10-08T00:33:36Z
Чоловік у розшуку ТЦК планує повернення до України: як уникнути затримання на кордоні
24tv
2026-10-07T21:57:58Z
Дідусь втратив $700 тисяч пожертв через правду про кампанію збору коштів
TSN
2026-09-29T14:21:47Z
Українські військові вперше провели логістичну місію за допомогою амфібійного НРК, - Міноборони
Комсомольская правда
2026-09-29T13:59:26Z
Чи можуть мобілізувати у 23 роки: що насправді каже закон
24tv
2026-09-29T20:15:35Z
Де краще сидіти в автобусі під час подорожі: назвали найбезпечніші місця
Gazeta UA
2026-09-28T09:21:30Z
Газон не заросте мохом і бурʼянами: що потрібно зробити перед настанням холодів
GlavRed
2026-09-29T23:57:10Z
В пральній машині чи вручну: як прати шапку, щоб вона не втратила форму
GlavRed
2026-09-28T08:03:59Z
Тут не тільки райські пляжі: українка назвала 3 нюанси, які налякали її на Балі
24tv
2026-09-25T20:18:49Z
Зола підходить не для всіх грядок: у яких випадках вона може нашкодити
GlavRed
2026-10-08T00:48:50Z
Не тільки молоко та масло: що додати у воду для ідеального картопляного пюре
GlavRed
2026-10-08T00:27:54Z
Жовтий наліт розчиниться за ніч: що насипати в унітаз для ідеальної чистоти
GlavRed
2026-09-27T09:45:25Z
Смачно і корисно: Ектор назвав 6 головних продуктів жовтня для українців
Фокус
2026-09-30T01:06:29Z
День ангела 15 жовтня: кого та як вітати з іменинами
TSN
2026-10-07T21:21:15Z
25-річну модель знайшли розчленованою в багажнику: що з нею сталося
Фокус
2026-09-25T01:06:34Z
У Києві злив локації коштував життя дитині: "Шахед" вдарив у дім з розслідування про Кіма
Фокус
2026-09-25T16:45:18Z
Вінниччина: скажена лисиця пошкодила авто і намагалася напасти на водія
ГЛАВКОМ NET
2026-09-24T15:45:25Z
На світанку РФ вдарила по житловому будинку в обласному центрі: загинули люди - подробиці
TSN
2026-09-26T04:51:57Z
У Києві після влучання дрона врятували 22 людей, серед них 8 дітей: є постраждалі
TSN
2026-10-07T21:51:57Z
Шахраї ошукали двох жителів Чернівців на понад 80 тисяч гривень
InternetUA
2026-10-07T21:36:01Z
Атака на Київщину: пошкоджено будинки та склади, поранена літня жінка
ГЛАВКОМ NET
2026-09-25T08:09:49Z
Загубився в кукурудзі й пішов шукати маму: трирічного хлопчика знайшли за 6 км
TSN
2026-09-24T14:36:16Z
У посилках зі США митники виявили техніку Apple на близько 1 млн гривень
InternetUA
2026-09-26T10:26:26Z
В Росії уражено унікальний станкобудівний завод
ГЛАВКОМ NET
2026-10-08T00:03:41Z
Працюєте на пенсії? Головне правило ПФУ, яке не можна ігнорувати
ГЛАВКОМ NET
2026-10-08T00:03:23Z
МВФ попередив про потрійний удар по світовій економіці: прогноз для України
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T23:06:59Z
Micron встановила рекорд завдяки буму штучного інтелекту
InternetUA
2026-10-07T22:42:26Z
77 млн доларів за рейс: війна з Іраном підняла ставки танкерів
ZN UA
2026-10-07T22:07:22Z
ЄС готує новий податок, щоб стягнути гроші з Google, Apple та Meta
InternetUA
2026-10-07T21:48:34Z
SpaceX Ілона Маска веде переговори про кредит на $40 млрд заради чипів Nvidia
InternetUA
2026-10-07T20:51:25Z
Українцям збільшать пенсії після 65 років: кого стосується підвищення
24tv
2026-10-07T20:42:27Z
Росія вдарила по складу торгової мережі "Ашан"
24tv
2026-10-07T20:21:07Z
Вчені відклали відродження мамонта: що завадило
ГЛАВКОМ NET
2026-10-08T01:00:55Z
Сонце завдає нового удару: потужний шторм може досягти Землі, названо терміни
GlavRed
2026-10-08T00:27:29Z
Підвіски мая у формі жаб знайшли археологи
Gazeta UA
2026-10-07T22:30:20Z
Від MacBook Pro OLED до iPad mini 8: які гаджети Apple готує у жовтні
Фокус
2026-10-07T20:36:01Z
Microsoft представила Surface Laptop Ultra — найпотужніший ноутбук компанії
InternetUA
2026-10-07T20:18:54Z
Перший бюджетний смартфон Samsung, який отримав Android 17 та One UI 9: яку модель перевірити
Фокус
2026-10-07T19:27:38Z
Групи-вимагачі дедалі частіше атакують резервні копії даних
InternetUA
2026-10-07T19:16:38Z
Він змінив фізику, а отримав пиво на все життя: за що Carlsberg винагородила Нільса Бора
24tv
2026-10-07T19:06:15Z
У космосі знайшли "планету-фенікса" біля мертвої зорі
TSN
2026-10-07T18:51:08Z
Як Том Генкс став Форрестом Гампом: цікаві факти зі зйомок
24tv
2026-09-25T20:09:22Z
Ультиматум від Шакіри: співачка поставила нові умови Жерару Піке щодо дітей
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T21:36:59Z
Біллі Айліш здивувала новим кольором волосся: який незвичайний відтінок вона обрала на осінь
24tv
2026-10-07T20:27:38Z
800 сторінок про костюми й справжні локації: як знімали фільм про Майкла Джексона
24tv
2026-10-07T20:09:06Z
Виглядають елегантно і дорого: Андре Тан назвав 5 вдалих поєднань кольорів на осінь 2026
24tv
2026-10-07T19:54:41Z
Боклан винайшов машину часу, а Честейн стала монстром. Головні кінопрем'єри тижня
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T19:33:25Z
На Франкфуртському книжковому ярмарку представили інсталяцію з книг, вцілілих після атаки по «Ранку»
Детектор М
2026-10-07T19:21:35Z
Коротше за серію серіалу: ТОП фільмів, які ви встигнете "проковтнути" за один вечір
24tv
2026-10-07T19:09:52Z
Зірка «Зоряних воєн» став невпізнанним: у чому причина
GlavRed
2026-10-07T19:00:12Z
РФ готує мобілізацію та новий наступ: Макрон розкрив мету Кремля
GlavRed
2026-09-24T22:19:29Z
"Він воює": росіянка переплутала персонажа з "Гаррі Поттера" з Путіним і пригрозила викликати поліцію
Фокус
2026-10-08T00:51:01Z
У Сенаті США тиснуть на адміністрацію Трампа через санкції проти Росії: чого вимагають
TSN
2026-10-08T00:48:47Z
Лекції про здобутки й вітання на колінах: у дитсадках Росії відсвяткували день народження Путіна
24tv
2026-10-07T23:51:33Z
Стіна Трампа пошкодила геогліф, старіший за піраміди
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T23:36:10Z
«Господь послав нам СВО»: Міхалков пояснив, чому росіянам потрібна війна з Україною
ZN UA
2026-10-07T23:30:44Z
Очільник столиці Албанії записав звернення через ШІ: сам він сидить у тюрмі
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T22:39:50Z
Сирію кличуть на війну проти союзників Ірану: Саудівська Аравія шукає підкріплення
ZN UA
2026-10-07T22:39:09Z
Росія почала атакувати данські компанії, що постачають зброю Україні
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T22:09:45Z
У Києві та низці областей оголошено повітряну тривогу
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T23:33:45Z
Росія відправляє на штурми хворих на ВІЛ солдатів і записує їх у дезертири, – ГУР
24tv
2026-10-07T22:39:24Z
Війна, день 1688. Атаки рф забрали життя 25 українців, а Угорщина розблокувала два кластери щодо вступу України до ЄС
Football.ua
2026-10-07T22:01:22Z
ГУР розкрило імена російських археологів, які нищать Херсонес і вивозять артефакти з Криму
24tv
2026-10-07T21:15:19Z
«Буде важка зима»: тривожний прогноз військового через масовані удари РФ
GlavRed
2026-10-07T21:12:46Z
Окупанти мають нові просування на важливій ділянці фронту: розкрито деталі
GlavRed
2026-10-07T21:12:33Z
Наступ РФ захлинувся, Москва відступає на Донбасі - NYT
GlavRed
2026-10-07T20:27:16Z
Після обстрілу РФ у Києві стався збій інтернету та почались проблеми зі зв'язком: що відомо
Фокус
2026-10-07T19:48:10Z
183 бої за добу: лінія фронту станом на 7 жовтня 2026
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T19:30:46Z
ПСЖ Забарного втрапив у халепу через анонс товариського матчу збірної Росії
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T22:36:10Z
Нова назва для головної арени: чиє ім'я відтепер носитиме столичний Палац спорту
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T22:03:31Z
Гвардіола повернеться на Етіхад вперше після відходу з Манчестер Сіті
Football.ua
2026-10-07T21:43:28Z
Манчестер Юнайтед контролює ситуацію з контрактом Лісандро Мартінеса
Football.ua
2026-10-07T21:21:12Z
Роналду зворушив мережу посланням до Мессі
24tv
2026-10-07T21:00:16Z
Фанати під виглядом преси: білоруси обурливо обійшли бан від УЄФА у матчі проти Фінляндії
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T20:51:04Z
Мільйон для України від Ф'юрі: чи виконав британець обіцянку після бою з Усиком
24tv
2026-10-07T20:33:36Z
Роналду загрожує дискваліфікація до шести місяців через відхід зі збірної Португалії
Football.ua
2026-10-07T20:24:33Z
Футбольна федерація заборонила 10-річному хлопчику з рідкісною хворобою виступати на змаганнях
ГЛАВКОМ NET
2026-10-07T20:15:29Z
У Нью-Йорку після незаконних вуличних перегонів поліція заарештувала чотирьох і конфіскувала гоночний автомобіль
Топ Жир
2026-10-03T15:12:51Z
Rivian R2 потрапив під відкликання через ймовірне зникнення потужності приводу
Топ Жир
2026-10-08T00:12:11Z
Новітній Ауді RS5 користується шаленим попитом ще до глобального старту продажів
Топ Жир
2026-10-07T23:12:43Z
Передали авто іншому водієві: як безплатно оформити належного користувача через "Дію"
Знай
2026-10-07T23:00:27Z
BMW iX3 M60 має 603 к.с., хоча це навіть не справжня M-модель
Топ Жир
2026-10-07T22:27:43Z
Новітній BMW iX4 забезпечує до 603 к.с. та 428 миль автономного ходу
Топ Жир
2026-10-07T22:12:43Z
Новітній електрокар Міцубісі обійшов Ліф за ціною
Топ Жир
2026-10-07T21:12:41Z
8,4-літровий V10 «Додж Вайпер» виглядає крихітним на тлі мотора цього «Корвета»
Топ Жир
2026-10-07T20:12:34Z
Вам остогидла електрична Luce від Ferrari? Винен Джефф Безос
Топ Жир
2026-10-07T19:12:02Z