Первый биокомпьютер на основе клеток человеческого мозга

В начале марта 2025 года австралийская компания Cortical Labs представила CL1 - первый в мире коммерческий биокомпьютер, объединяющий живые клетки человеческого мозга с кремниевыми чипами.

Эта технология, названная синтетическим биологическим интеллектом (Synthetic Biological Intelligence, SBI), открывает новую эру в вычислениях.

Структура и принципы вычислений:

Основой биокомпьютера служат нейроны, выращенные в лаборатории из стволовых клеток человека.

Эти клетки размещаются на кремниевой подложке с матрицей из десятков электродов, которая обеспечивает двунаправленную связь: она может как стимулировать нейроны, так и считывать их электрическую активность. В результате клетки формируют постоянно развивающуюся нейронную сеть, способную к самообучению и адаптации.

Весь модуль помещен в специальный блок жизнеобеспечения, который поддерживает оптимальные условия для клеток, включая температуру, подачу питательных веществ и фильтрацию, потребляя при этом всего 850-1000 Вт энергии.

Принцип вычислений основан на концепции "резервуарных вычислений" (reservoir computing). Вместо программирования каждой отдельной связи, система использует сложную и отчасти хаотичную динамику нейронной сети для обработки входящих сигналов.

Подавая электрические стимулы (входные данные), исследователи анализируют ответную реакцию нейронов (выходные данные) и с помощью алгоритмов машинного обучения корректируют стимуляцию, создавая цикл обратной связи, который позволяет системе "учиться".

Вычислительные возможности и научное значение:

Разработчики утверждают, что биокомпьютеры обучаются быстрее, гибче и потребляют в миллионы раз меньше энергии по сравнению с традиционными кремниевыми чипами, используемыми для тренировки больших языковых моделей, таких как ChatGPT.

Еще в 2022 году прототип, состоящий из 800 000 нейронов, научился играть в видеоигру Pong всего за пять минут.

Другая гибридная система, Brainoware, смогла распознавать голоса с точностью 78%.

Научное значение этой технологии огромно. Биокомпьютеры предоставляют уникальную платформу для:

Моделирования заболеваний мозга: Изучение таких болезней, как Альцгеймер, Паркинсон и эпилепсия, на живых человеческих нейронных сетях.

Разработки лекарств: Тестирование новых препаратов без проведения экспериментов на животных.

Изучения фундаментальных принципов работы мозга: Исследование процессов обучения, памяти и возникновения сознания.

Ожидаемые области применения и этические вопросы:

Помимо медицины и фармацевтики, технология может найти применение в создании более совершенных автономных систем управления и робототехники.

Компания Cortical Labs уже предлагает облачный доступ к своим биокомпьютерам по модели "wetware-as-a-service" (WaaS), позволяя исследователям арендовать их вычислительные мощности.

Вместе с тем, развитие "органоидного интеллекта" поднимает серьезные этические вопросы: возможность появления у органоидов зачатков сознания или способности чувствовать боль, а также вопросы приватности доноров, чьи клетки используются для создания "мини-мозгов".

Представляется, что это одно из самых важных достижений мировой науки в прошедшем 2025 году.