Bên trong nơi tạo ra máy tính chạy bằng tế bào não sống

5 giờ trướcBài gốc

Trong một phòng thí nghiệm rộng lớn bên ngoài Cambridge, một "máy tính sinh học" đáng kinh ngạc đang dần thành hình. 200.000 tế bào não người, được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, nằm trên mạch điện tử silicon, có nhiệm vụ truyền tải hoạt động điện đồng bộ lên màn hình cho thế giới bên ngoài.

CL1, với kích thước bằng khoảng hai hộp giày, được phát triển bởi Cortical Labs - một công ty có trụ sở tại Melbourne, Australia đang nỗ lực tạo ra "trí tuệ sinh học tổng hợp" (SBI) — một hình thức điện toán mới có thể mang lại tiềm năng vượt xa các thiết bị điện tử thông thường cùng những công nghệ đang phát triển khác như điện toán lượng tử.

Máy tính sinh học chạy bằng tế bào não sống

"Giống như bộ não của chúng ta, máy tính sinh học sẽ tiêu thụ năng lượng ít hơn nhiều lần so với các thiết bị điện tử thông thường khi xử lý thông tin. Các ứng dụng trong tương lai có thể bao gồm robot, an ninh và metaverse", Hon Weng Chong, CEO Cortical Labs nói với Financial Times.

Trong công cuộc tìm kiếm các giải pháp thay thế cho những thiết bị điện tử thông thường, vốn tiêu tốn nhiều năng lượng đã kích thích lĩnh vực điện toán sinh học mới. Ý tưởng đằng sau thiết bị này nhằm mục đích khai thác trực tiếp trí tuệ của tế bào não, thay vì mô phỏng nó trong silicon thông qua xử lý "thần kinh hình thái" và AI.

Các ứng dụng ban đầu của CL1 đang được áp dụng trong nghiên cứu thần kinh học và dược phẩm, giúp khám phá cách các hóa chất và tìm ra những ứng viên thuốc khác nhau ảnh hưởng đến quá trình xử lý thông tin của tế bào não.

Bên trong máy tính sinh học CL1, tế bào thần kinh của con người phát triển trên mạch silicon. Ảnh: Financial Times.

"Các giai đoạn đổi mới tiếp theo sẽ tạo ra các hình thức điện toán mới và tiên tiến hơn ngoài các hệ thống AI thông thường. Nó sử dụng cùng một bộ xử lý có tên neuron — vốn là nền tảng của trí tuệ trong các sinh vật sống", Chong nói thêm.

Trong khi đó, đối với Mark Kotter, giáo sư thần kinh học lâm sàng tại Đại học Cambridge và người sáng lập bit.bio, ý nghĩa của CL1 nằm ở việc nó là "cỗ máy" đầu tiên có thể đánh giá đáng tin cậy sức mạnh tính toán của tế bào não.

Karl Friston, giáo sư thần kinh học tại University College London, người cũng đã hợp tác học thuật với một số nhà khoa học của Cortical Labs, cho biết thiết bị này có thể được coi là máy tính sinh học mô phỏng đầu tiên xuất hiện trên thị trường.

"Tuy nhiên, món quà thực sự của công nghệ này không phải là dành cho khoa học máy tính, ít nhất là vào thời điểm hiện tại. Thay vào đó, nó là một công nghệ cho phép các nhà khoa học thực hiện các thí nghiệm trên một bộ não nhỏ", Friston nhận xét.

Thách thức và triển vọng tương lai

Bên trong hệ thống CL1, các tế bào thần kinh nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được đặt trên một mảng điện cực phẳng bằng kim loại và thủy tinh. Tại đây, 59 điện cực tạo thành cơ sở của một mạng lưới ổn định hơn, cung cấp cho người dùng mức độ kiểm soát cao trong việc kích hoạt mạng lưới thần kinh.

Sau đó, "bộ não" SBI này được đặt vào một hộp hỗ trợ sự sống hình chữ nhật, kết nối với hệ thống phần mềm để hoạt động theo thời gian thực.

"Thành phần mạch tưới máu hoạt động như một hệ thống hỗ trợ sự sống cho các tế bào. Nó có chức năng lọc chất thải, kiểm soát nhiệt độ, trộn khí và bơm để duy trì sự lưu thông của mọi thứ", Brett Kagan, giám đốc khoa học tại Cortical Labs giải thích.

Trong phòng thí nghiệm, Cortical Labs đang lắp ráp các hộp để xây dựng một ngăn xếp máy chủ mạng neuron sinh học đầu tiên thuộc loại này. Chúng chứa 30 đơn vị riêng biệt, với mỗi đơn vị chứa các tế bào trên mảng điện cực của chúng và dự kiến sẽ có thể online trong những tháng tới.

Quan sát bằng kính hiển vi các tế bào thần kinh phát triển trên mạch điện tử. Ảnh: Financial Times.

Hiện tại, mục tiêu của nhóm nghiên cứu là có 4 kệ máy chủ để sử dụng thương mại thông qua hệ thống đám mây trước khi năm 2025 kết thúc. Một kệ chứa các hộp CL1 chỉ sử dụng khoảng 850-1.000 W năng lượng. Mỗi hộp có giá khoảng 35.000 USD và cũng không cần máy tính bên ngoài để hoạt động.

Tuy nhiên, một vấn đề lớn khác là các neuron chỉ có thể sống được vài tháng trong CL1, được duy trì bởi một dòng chất lỏng liên tục để cung cấp chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải.

"Một nhược điểm của hệ thống như thế này là chúng tôi vẫn chưa tìm ra cách chuyển bộ nhớ. Một khi hệ thống chết, bạn phải bắt đầu lại từ đầu", Chong nói.

Bên cạnh đó, Chong cũng nhận thức được những lo ngại về đạo đức có thể phát sinh trong tương lai nếu máy tính sinh học và nuôi cấy neuron phát triển các yếu tố cơ bản của ý thức.

"Các hệ thống này có tri giác vì chúng phản ứng với các kích thích và học hỏi từ chúng. Chúng tôi sẽ tìm hiểu thêm về cách bộ não con người hoạt động nhưng không có ý định tạo ra một bộ não trong bể nuôi", CEO của Cortical Labs nhận định.

Anh Tuấn

Nguồn Znews : https://znews.vn/ben-trong-noi-tao-ra-may-tinh-chay-bang-te-bao-nao-song-post1565252.html