3 เหตุผลว่าทำไม organoids สมองจึงเป็นเรื่องใหญ่

Organoids เป็นหนึ่งในโดเมนที่พัฒนาเร็วที่สุดของวิทยาศาสตร์ พวกเขายังได้รับการพัฒนาในหลายวิธีที่แตกต่างกัน แต่ก็น่าสนใจพอ ๆ กัน ที่นี่เราจะครอบคลุม 3 ช่องทางหลักที่เกิดขึ้นใหม่ที่มีสัญญาว่าจะเพิ่มพลังของพวกเขาอย่างมากมายแข่งขันกับข่าวกรองของเครื่องจักรและอาจปลดล็อกความลับเพื่อป้องกันโรคทางระบบประสาท

Organoids คืออะไร?

Organoids (หรือ แอสเซมเบลด์ ) เป็นกลุ่มการทำงานของเซลล์ประสาทที่ปลูกในหลอดทดลองซึ่งมักจะมาจากเซลล์ต้นกำเนิดจากผิวหนัง การก่อตัวของสมองที่มีชีวิตที่ค่อนข้างซับซ้อนเหล่านี้ซึ่งอาจเป็นสัตว์หรือมนุษย์ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษากลไกประสาทในห้องปฏิบัติการนอกสมองจริง

สำหรับการดูถูกเหยียดหยามของนักประสาทวิทยาพวกเขามักจะถูกอ้างถึงในสื่อว่าเป็น 'สมองขนาดเล็ก' หรือ 'สมองในจาน' ซึ่งไม่ถูกต้องเนื่องจากพวกเขามักจะเล็กมากและความซับซ้อนของพวกเขานั้นง่ายกว่าสมองมนุษย์อย่างมาก

ที่กล่าวมาและในขณะที่เราจะครอบคลุมที่นี่มีวิธีการต่าง ๆ ที่ได้รับการพัฒนาเพื่อเพิ่มขนาดและความซับซ้อนในการทำงานของพวกเขาอย่างมาก

1. การสังเคราะห์สมองของมนุษย์-สัตว์

เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์สัตว์อาจได้รับบางแง่มุมของความฉลาดของมนุษย์ผ่านการปลูกถ่ายสมองแบบบูรณาการ

ค่าการวิจัยของ organoids ค่อนข้าง จำกัด ด้วยขนาดและความซับซ้อนที่พวกเขาสามารถเติบโตได้ เพื่อเอาชนะปัญหานี้วิธีการใหม่ ที่ตีพิมพ์ในธรรมชาติ ได้ทำการปลูกถ่ายอวัยวะเยื่อหุ้มสมองของมนุษย์เข้าไปในสมองหนูที่มีชีวิต (แสดงในภาพด้านบน)

6 เดือนหลังจากการบูรณาการเซลล์ประสาทของมนุษย์ถึงคำสั่งใหม่ของการเจริญเติบโตใหม่มีขนาดใหญ่กว่า 6 เท่าที่เป็นไปได้ในหลอดทดลอง กิจกรรมของพวกเขาดีขึ้นเลียนแบบพฤติกรรมที่ซับซ้อนกว่าที่สังเกตได้ในสมองของมนุษย์

ในการทดลองติดตามผลนักวิจัยได้ทำการยิงเซลล์ประสาทมนุษย์ที่เปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมโดยเฉพาะโดยใช้ออพโตจีเนติกส์และประสบความสำเร็จในการมีอิทธิพลต่อความถี่ที่หนูแสวงหารางวัล นั่นคือการควบคุมเซลล์สมองของมนุษย์ภายในสมองหนูเพื่อควบคุมพฤติกรรมของหนู

วิธีการนี้เปิดโอกาสที่จะขยายระบบสมองของมนุษย์ที่ซับซ้อนจากเซลล์ต้นกำเนิดที่มีทรัพยากรทางเทคโนโลยีที่ จำกัด แม้ว่าจะเป็นสิ่งที่น่าสนใจ แต่โดเมนใหม่ของการวิจัยทางชีวภาพและแม้กระทั่งชีววิทยาก็อาจเต็มไปด้วยภาวะแทรกซ้อนทางจริยธรรมแม้จะรวมถึงวิธีการจำแนกสิ่งมีชีวิตลูกผสมเช่นนี้

การศึกษา: การครบกำหนดและการรวมวงจรของ organoids เยื่อหุ้มสมองของมนุษย์ที่ปลูกถ่าย , omer revah et al.stu

2. ความรู้สึกสังเคราะห์-ชีววิทยา

วิดีโอนี้เป็นมากกว่าสายตา - จริง ๆ แล้วมัน เป็นครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จในการผสมพันธุ์ ของเซลล์ประสาทชีวภาพและชิปซิลิคอนที่เรียนรู้ที่จะเล่นเกมจำลอง

เมื่อเปรียบเทียบกับการสังเคราะห์ organoids เป็นสมองชีวภาพที่แตกต่างกันการวิจัยนี้ไปในทิศทางใหม่ทั้งหมด 'Synthetic Biological Intelligence' (SBI) ได้รับการขนานนามว่าเป้าหมายคือการรวมตัวกันในรูปแบบของสติปัญญาที่แตกต่างกัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักวิจัยพยายามที่จะนำพลังของความซับซ้อนลำดับที่สามที่พบใน organoids ซึ่งไม่เคยทำได้ในการคำนวณแบบดั้งเดิม และนอกจากนี้เพื่อให้บรรลุคำจำกัดความอย่างเป็นทางการของความรู้สึกในวัฒนธรรมของระบบประสาทแสดงให้เห็นถึงการเรียนรู้ข้อเสนอแนะทางประสาทสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในการศึกษาครั้งนี้มีการรวมตัวกันในหลอดทดลองด้วยการคำนวณ 'ใน Silico' ผ่านอาร์เรย์หลายอิเล็กโทรดที่มีความหนาแน่นสูง การใช้ข้อเสนอแนะที่มีโครงสร้างแบบวงปิดผ่านการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าการทดลองที่ชื่อว่า 'Braindish' ถูกฝังอยู่ในการจำลองเกมคอมพิวเตอร์ที่เป็นสัญลักษณ์

ความสามารถของเซลล์ประสาทในแอสเซมบลีเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกที่ปรับตัวได้เป็นพื้นฐานสำหรับการเรียนรู้จากสัตว์ทั้งหมด แม้ว่าการทดลองครั้งแรกนี้จะเป็นการจำลองขั้นพื้นฐาน แต่ก็แสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมที่ชาญฉลาดและมีความรู้สึกในเกมจำลองเกมผ่านพฤติกรรมที่มุ่งเป้าไปที่เป้าหมาย

วิธีการนี้ให้บริการการวิจัยใหม่ที่มีแนวโน้มเพื่อสนับสนุนหรือท้าทายทฤษฎีที่อธิบายว่าสมองมีปฏิสัมพันธ์กับโลกอย่างไรและเพื่อศึกษาความฉลาดโดยทั่วไป มันอาจเป็นยาครอบจักรวาลสำหรับการเอาชนะความท้าทายที่สำคัญที่เผชิญกับวิวัฒนาการของความฉลาดของเครื่องจักรเกินกว่าระดับมนุษย์เนื่องจากเซลล์ประสาทมีลักษณะการเรียนรู้ที่หลากหลายซึ่งเรายังไม่ได้เลียนแบบในคอมพิวเตอร์

การศึกษา: ในเซลล์ประสาทในหลอดทดลองเรียนรู้และแสดงความรู้สึกเมื่อเป็นตัวเป็นตนในเกมจำลองเกม Brett J. Kagan และคณะ

3. OI - ถนนสายใหม่สำหรับการพัฒนาข่าวกรอง

สองตัวอย่างแรกของเราใช้ organoids บนเส้นทางวิวัฒนาการที่แตกต่างจากที่เคยจินตนาการโดยนักประสาทวิทยา อย่างไรก็ตามแม้กระทั่งโดเมนดั้งเดิมของวิทยาศาสตร์ออร์แกนิดก็ยังอยู่ในช่วงวัยเด็กและนี่ก็ถูกกำหนดให้เปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว

มีวิธีการที่มีแนวโน้มมากมายที่เกิดขึ้นเพื่อเพิ่มขนาดความซับซ้อนและความเชี่ยวชาญในการใช้งานในขณะที่ยังคงรักษาการเข้าถึงในทางปฏิบัติภายในจานแล็บ ดังนั้น organoids สมองจึงเป็นหนึ่งในโดเมนที่น่าตื่นเต้นที่สุดของการวิจัยในการคำนวณทางชีวภาพ

แม้ว่าการบินภายใต้เรดาร์ของวิธีการข่าวกรองเครื่องจักรแบบดั้งเดิม 'Ingoranid Intelligence' (OI) กำลังกลายเป็นคู่แข่งที่มีศักยภาพสำหรับเส้นทางที่เร็วที่สุดไปยัง Holy Grail ของหน่วยสืบราชการลับทั่วไป (AGI)

กลุ่มผู้นำทางวิทยาศาสตร์กว่า 20 คนในอวกาศเพิ่งตีพิมพ์ กระดาษแลนด์มาร์คที่ครอบคลุม เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ของออร์แกนิด

นี่คือ 6 การยืนยันที่สำคัญที่พวกเขาวางไว้

1. การคำนวณทางชีวภาพ (หรือการคำนวณทางชีวภาพ) อาจเร็วขึ้นมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีประสิทธิภาพมากกว่าการคำนวณที่ใช้ซิลิคอนและ AI และต้องใช้พลังงานเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

2. 'Ingoranoid Intelligence' (OI) อธิบายถึงสนามสหสาขาวิชาชีพที่เกิดขึ้นใหม่ที่ทำงานเพื่อพัฒนาการคำนวณทางชีวภาพโดยใช้วัฒนธรรม 3 มิติของเซลล์สมองมนุษย์ (สมอง organoids) และเทคโนโลยีการเชื่อมต่อกับเครื่องสมอง

3. OI ต้องการการปรับขนาด organoids สมองในปัจจุบันให้เป็นโครงสร้าง 3 มิติที่ซับซ้อนและทนทานซึ่งเสริมด้วยเซลล์และยีนที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้และเชื่อมต่อสิ่งเหล่านี้กับอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุตรุ่นต่อไปและระบบการเรียนรู้ AI/เครื่อง

4. OI ต้องการโมเดลใหม่อัลกอริทึมและเทคโนโลยีอินเตอร์เฟสเพื่อสื่อสารกับ organoids สมองเข้าใจวิธีที่พวกเขาเรียนรู้และคำนวณและประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากที่พวกเขาจะสร้าง

5. การวิจัย OI ยังสามารถปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการพัฒนาสมองการเรียนรู้และความทรงจำซึ่งอาจช่วยค้นหาการรักษาสำหรับความผิดปกติทางระบบประสาทเช่นภาวะสมองเสื่อม

6. การสร้างความมั่นใจว่า OI พัฒนาในลักษณะการตอบสนองเชิงจริยธรรมและสังคมต้องใช้วิธีการ 'จริยธรรมในการฝังตัว' ซึ่งทีมสหวิทยาการและตัวแทนของนักจริยธรรมนักวิจัยและสมาชิกของประชาชนระบุอภิปรายและวิเคราะห์ประเด็นด้านจริยธรรมและป้อนกลับเพื่อแจ้งการวิจัยและการทำงานในอนาคต

โดยสรุปนักวิจัยเหล่านี้หวังว่าจะใช้ตัวอย่างของเนื้อเยื่อของมนุษย์เพื่อเติบโตและจัดการคอลเล็กชั่นเซลล์สมองที่ทรงพลังมากขึ้นซึ่งพวกเขาสามารถใช้แทนชิปคอมพิวเตอร์ซิลิคอนมาตรฐาน

กลุ่มของเซลล์เหล่านี้จะมีขนาดใหญ่ขึ้นและเติบโตในสามมิติซึ่งช่วยให้เซลล์ประสาทภายในสามารถสร้างการเชื่อมต่อได้มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

เป็นเทคโนโลยีที่ต้องใช้สาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากเพื่อลงจากพื้นดิน ในขณะที่นักวิจัยบางคนกำลังทำงานเกี่ยวกับการเติบโตของ organoids ให้มีขนาด 10 ล้านเซลล์ แต่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะต้องเริ่มทำงานได้ทุกที่ใกล้กับสมองมนุษย์คนอื่น ๆ กำลังพัฒนาเทคโนโลยีที่จะช่วยให้เราสามารถสื่อสารกับกลุ่มของเซลล์

ขั้นตอนสำคัญในการสื่อสารสองทางนี้เกิดขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ผ่านการพัฒนาของฝา EEG สำหรับ organoids โดยใช้เปลือกที่ยืดหยุ่นปกคลุมด้วยขั้วไฟฟ้าขนาดเล็กที่สามารถรับสัญญาณจาก organoid และส่งสัญญาณไปยังมันได้

แต่เพียงแค่สร้างคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังมากไม่ใช่สิ่งเดียวที่นักวิจัยเหล่านี้ตั้งเป้าไว้ พวกเขายังหวังว่าจะใช้คอมพิวเตอร์ OI เหล่านี้เพื่อวิเคราะห์เงื่อนไขทางระบบประสาทและช่วยเหลือผู้ป่วย

โทมัสฮาร์ทุนนักวิจัยชั้นนำชั้นนำสรุป“ ตัวอย่างเช่นเราสามารถเปรียบเทียบการก่อตัวของหน่วยความจำใน organoids ที่ได้มาจากคนที่มีสุขภาพและจากผู้ป่วยอัลไซเมอร์และพยายามซ่อมแซมการขาดดุลสัมพัทธ์เรายังสามารถใช้ OI เพื่อทดสอบว่าสารบางชนิดเช่นยาฆ่าแมลง

พวกเขาสามารถบรรเทาความทุกข์ทรมานและโรคของมนุษย์ผ่านการรักษาที่พวกเขาช่วยพัฒนาและสามารถช่วยชีวิตสัตว์หลายพันตัวที่กำลังเสียสละเพื่อการวิจัยของมนุษย์

การศึกษา: Ingoranoid Intelligence (OI): ชายแดนใหม่ในการคำนวณทางชีวภาพและข่าวกรองใน A-A-DISH , L Smirnova, ET อัล

จริยธรรมของออร์แกนิดเป็นอย่างไร?

ในเดือนเมษายน 2564 สถาบันการศึกษาวิทยาศาสตร์วิศวกรรมและการแพทย์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา เผยแพร่รายงาน ที่ระบุว่าแม้ว่าสมองขนาดเล็กในปัจจุบันมีขนาดความซับซ้อนและวุฒิภาวะตามที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้ไม่มีใครรับประกันได้ว่าพวกเขาจะไม่พัฒนาความตระหนักของมนุษย์

หากสิ่งนี้กลายเป็นกรณีการเพิ่มความซับซ้อนของ organoids อาจกลายเป็นหนอนที่มีจริยธรรมซึ่งขัดขวางการพัฒนาต่อไป อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะทำเครื่องหมายการเผชิญหน้าที่แท้จริงครั้งแรกของการ มีสติที่ไม่ใช่มนุษย์ แต่มีจิตสำนึกเหมือนมนุษย์ ซึ่งจะเป็นสถานที่สำคัญในตัวเอง

‍