นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins กำลังพัฒนา “คอมพิวเตอร์ชีวภาพ” ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์สมองของมนุษย์ ซึ่งคาดว่าจะขยายขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่และสร้างสาขาการศึกษาใหม่ๆ ทีมงานจินตนาการถึงการสร้างคอมพิวเตอร์แห่งอนาคตโดยใช้ออร์แกนอยด์สมองขนาดเท่าจุดปากกาพร้อมเซลล์ประสาทและคุณลักษณะอื่นๆ ที่คงไว้ซึ่งฟังก์ชันพื้นฐาน เช่น การเรียนรู้และการจดจำ Thomas Hartung และเพื่อนร่วมงานทำงานร่วมกับอวัยวะในสมองมาตั้งแต่ปี 2555 โดยใช้เซลล์จากตัวอย่างผิวหนังมนุษย์ที่โปรแกรมใหม่ให้อยู่ในสภาพคล้ายสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน นักวิจัยเสนอแนะว่าคอมพิวเตอร์ที่ทำงานบน “ฮาร์ดแวร์ชีวภาพ” ในทศวรรษหน้าอาจเริ่มลดความต้องการด้านการใช้พลังงานของซูเปอร์คอมพิวติ้งซึ่งไม่ยั่งยืนมากขึ้นเรื่อยๆ Organoid intelligence (OI) ยังสามารถปฏิวัติการวิจัยการทดสอบยาสำหรับความผิดปกติของพัฒนาการทางระบบประสาทและการเสื่อมของระบบประสาท กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ นักชีวจริยธรรม และสมาชิกของสาธารณชนที่หลากหลายได้เข้าร่วมในทีมเพื่อประเมินผลกระทบทางจริยธรรมของการทำงานร่วมกันในการพัฒนา Organoid intelligence (OI)
Johns Hopkins University researchers are developing a “biocomputer” powered by human brain cells, which they expect to expand the capabilities of modern computing and create new fields of study. The team envisions building a futuristic computer using brain organoids, orbs the size of a pen dot with neurons and other features that sustain basic functions like learning and remembering. Thomas Hartung and colleagues have been working with brain organoids since 2012, using cells from human skin samples reprogrammed into an embryonic stem cell-like state. The researchers suggest that computers that run on “biological hardware” could in the next decade begin to alleviate energy-consumption demands of supercomputing that are becoming increasingly unsustainable. Organoid intelligence could also revolutionize drug testing research for neurodevelopmental disorders and neurodegeneration. A diverse consortium of scientists, bioethicists, and members of the public have been embedded within the team to assess the ethical implications of working with organoid intelligence.
คอมพิวเตอร์ในอนาคตจะทำงานบนเซลล์สมองของมนุษย์หรือไม่? ก้าวไปสู่สาขาการศึกษาใหม่ของ ‘Organoid intelligence (OI)’
“คอมพิวเตอร์ชีวภาพ” ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์สมองของมนุษย์สามารถพัฒนาได้ภายในช่วงชีวิตของเรา ตามที่นักวิจัยของมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกิ้นส์ ซึ่งคาดหวังว่าเทคโนโลยีดังกล่าวจะขยายขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่แบบทวีคูณและสร้างสาขาการศึกษาใหม่ๆ
ทีมงานสรุปแผนของพวกเขาสำหรับ “ความฉลาดทางออร์แกนิก” ในวารสาร Frontiers in Science
Thomas Hartung ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สุขภาพสิ่งแวดล้อมจาก Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health และ Whiting School of Engineering ซึ่งเป็นหัวหน้าโครงการกล่าวว่า “คอมพิวเตอร์และปัญญาประดิษฐ์ได้ขับเคลื่อนการปฏิวัติเทคโนโลยี แต่กำลังถึงจุดสูงสุด” “ไบโอคอมพิวติ้งเป็นความพยายามอย่างมากในการยกระดับพลังการคำนวณผล และเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อก้าวข้ามขีดจำกัดทางเทคโนโลยีในปัจจุบันของเรา”
เป็นเวลาเกือบสองทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ออร์แกนอยด์ขนาดเล็ก ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อที่ปลูกในห้องปฏิบัติการซึ่งมีลักษณะคล้ายอวัยวะที่โตเต็มที่ เพื่อทดลองกับไต ปอด และอวัยวะอื่นๆ โดยไม่ต้องอาศัยการทดสอบของมนุษย์หรือสัตว์ เมื่อเร็ว ๆ นี้ Hartung และเพื่อนร่วมงานของ Johns Hopkins ได้ทำงานร่วมกับออร์แกนอยด์สมอง ซึ่งมีขนาดเท่าจุดปากกาพร้อมเซลล์ประสาทและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่คงไว้ซึ่งหน้าที่พื้นฐาน เช่น การเรียนรู้และการจดจำ
Hartung กล่าวว่า “นี่เป็นการเปิดการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการทำงานของสมองมนุษย์ “เพราะคุณสามารถเริ่มจัดการระบบ ทำสิ่งที่คุณไม่สามารถทำอย่างมีจริยธรรมด้วยสมองของมนุษย์”
Hartung เพาะเลี้ยงและประกอบเซลล์สมองเป็นอวัยวะที่ใช้งานได้ในปี 2555 โดยใช้เซลล์จากตัวอย่างผิวหนังมนุษย์ที่โปรแกรมใหม่ให้อยู่ในสภาพคล้ายสเต็มเซลล์จากตัวอ่อน อวัยวะแต่ละชนิดประกอบด้วยเซลล์ประมาณ 50,000 เซลล์ ซึ่งมีขนาดเท่ากับระบบประสาทของแมลงวันผลไม้ ตอนนี้เขาจินตนาการถึงการสร้างคอมพิวเตอร์แห่งอนาคตด้วยออร์แกนอยด์สมองดังกล่าว
คอมพิวเตอร์ที่ทำงานบน “ฮาร์ดแวร์ชีวภาพ” นี้อาจเริ่มลดความต้องการด้านการใช้พลังงานของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในทศวรรษหน้า ซึ่งเริ่มไม่ยั่งยืนมากขึ้นเรื่อยๆ ในทศวรรษหน้า Hartung กล่าว แม้ว่าคอมพิวเตอร์จะประมวลผลการคำนวณเกี่ยวกับตัวเลขและข้อมูลได้เร็วกว่ามนุษย์ แต่สมองก็ฉลาดกว่ามากในการตัดสินใจเชิงตรรกะที่ซับซ้อน เช่น การจำแนกสุนัขออกจากแมว
Hartung กล่าวว่า “สมองคงเทียบไม่ได้กับคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ Frontier ซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นล่าสุดในรัฐเคนตักกี้ ที่ติดตั้งในเดือนมิถุนายนปีที่แล้ว มีขนาด 6,800 ตารางฟุต มูลค่า 600 ล้านดอลลาร์ เป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ตัวแรก ที่สามารถคำนวณผลได้เหนือกว่าสมองมนุษย์คนหนึ่ง แต่ทว่าใช้พลังงานมากกว่าล้านเท่า”
Hartung กล่าว อาจต้องใช้เวลาหลายสิบปีกว่าที่ Organoid intelligence (OI) จะสามารถขับเคลื่อนระบบที่ฉลาดพอๆ กับสัตว์ขนาดเล็กอย่างหนูได้ แต่ด้วยการเพิ่มการผลิตออร์แกนอยด์สมองและฝึกฝนพวกมันด้วยปัญญาประดิษฐ์ เขามองเห็นอนาคตที่คอมพิวเตอร์ชีวภาพรองรับความเร็วการประมวลผลที่เหนือชั้น พลังการประมวลผล ประสิทธิภาพของข้อมูล และความสามารถในการจัดเก็บข้อมูล
Hartung กล่าวว่า “ต้องใช้เวลาหลายทศวรรษกว่าที่เราจะบรรลุเป้าหมายในสิ่งที่เทียบเท่ากับซูเปอร์คอมพิวเตอร์” “แต่ถ้าเราไม่เริ่มสร้างโครงการระดมทุนสำหรับสิ่งนี้ มันจะยากกว่านี้มาก”
Lena Smirnova ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านอนามัยสิ่งแวดล้อมและวิศวกรรมของ Johns Hopkins ผู้ร่วมเป็นผู้นำในการสืบสวนกล่าวว่าความฉลาดทางออร์แกนอยด์ยังสามารถปฏิวัติการวิจัยการทดสอบยาสำหรับความผิดปกติของพัฒนาการทางระบบประสาทและการเสื่อมของระบบประสาท
“เราต้องการเปรียบเทียบออร์กานอยด์สมองจากผู้บริจาคที่พัฒนาแล้วโดยทั่วไปกับออร์กานอยด์สมองจากผู้บริจาคที่เป็นออทิสติก” สมีร์โนวากล่าว “เครื่องมือที่เรากำลังพัฒนาไปสู่การคำนวณทางชีววิทยาเป็นเครื่องมือแบบเดียวกับที่ช่วยให้เราเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของโครงข่ายประสาทที่จำเพาะสำหรับออทิสติก โดยไม่ต้องอาศัยสัตว์หรือเข้าถึงผู้ป่วย ดังนั้นเราจึงสามารถเข้าใจกลไกพื้นฐานว่าทำไมผู้ป่วยจึงมีความรู้ความเข้าใจเหล่านี้ ปัญหาและความบกพร่อง”
เพื่อประเมินผลกระทบทางจริยธรรมของการทำงานร่วมกับโครงการพัฒนา Organoid intelligence (OI) กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ นักชีวจริยธรรม และสมาชิกของสาธารณชนที่หลากหลายร่วมในโครงการนี้