Úspěšná replikace napětí neuronů dosažena, kybermozek je o krok blíž!

TLDR verze: Vědcům se podařilo u umělých křemíkových obvodů dosáhnout stejné reakce na elektrický stimul, kterou známe od neuronů. Není to průlom, ale mírný pokrok v mezích zákona. Studie tu.

Neuron, co není neuron

Za pár týdnů nám začnou dvacátá léta. Tedy věk počertech smrdící futurismem! V roce 2027 se třeba odehrával Deus Ex: Human Revolution. Takže pokud chceme prožívat již v příštích letech kyborgskou dystopii, budeme muset pohnout s aplikací spojení mezi mozkem a počítačem! Naštěstí jsme v tomto cíli o krůček dále. Vědátoři pod vedením Alaina Nogareta z University of Bath totiž představili nový neuromorfní čip, který dokáže do (velmi specifické) míry zastoupit (možná) mozkové neurony!

O podobných křemíkových analozích biologických neuronů se obvykle mluví kvůli snaze vyvinout rychlejší počítače. Stát by se tak mělo skrze napodobení projevů chování mozku. Na počátku roku tahle technologie poskočila kupředu skrze neuromorfní superpočítač SpiNNaker. Naposledy pár týdnů nazpět skrze umělou synapsi, která dovede zapomínat neužitečné informace.

Bathský čip však necílí na zlepšení počítačů, ale lidského zdraví. Ideou je vytvořit skrze umělé neurony jakousi externí součástku či periferii, chcete-li, která by doplňovala či zastupovala neurony lidské. Zejména by se tak mělo dít v případě neurodegenerativních chorob, ale také třeba fyzického poškození mozku či třeba dokonce srdce.

Co přesně dělá umělé neurony umělými neurony? V tomhle aspektu autoři své prohlášení poněkud nafoukli – křemíkový čip totiž samozřejmě neoperuje se stejnou biochemií jako mozkové buňky. Vědátorům se však podařilo akurátně replikovat oscilaci elektrického napětí v reakci na elektrický stimul, jakou disponují i neurony reálné a nervové spoje obecně. A to je solidní pokrok kupředu, ačkoliv čipy snažící se o emulaci neuronů či synapsí už nějakou dobu máme. Nyní toliko přišel další krok kupředu.

I never asked for dis

Alain Nogaret z University of Bath

Bathská práce navíc dosáhla ještě jednoho zajímavého posunu kupředu v podobě výrazného snížení náročnosti napájení. Jelikož jediný umělý neuron potřebuje jenom kolem 140 nanoWattů, může technologie tvořit výpočetní jádro implantátů vkládaných do lidského těla, aniž by se pacient musel nabíjet v zásuvce jako RoboCop.

Bohužel bych přesto řekl, že tentokrát byly titulky o „vyvinutí umělých neuronů k léčbě chronických nemocí“ o něco víc vypečenější, než si objev přece jen zaslouží. Ano, replikovat oscilace napětí jako u neuronů, to je super věc! Podařilo se skutečně napodobit dynamiku několika různých typů neuronů a neuronových sítí myší. Ale nazývat to „umělými neurony“ k léčbě „nemocí“, to by hergot chtělo alespoň otestovat čip jako periferii u zvířat, když ne rovnou u lidí! Reálně ale na tohle nedošlo a nejspíše dlouho nedojde.

Jasně, aplikace se nabízejí a chyba není úplně na straně autorů. Ale v první řadě by třeba bylo nutné mít perfektní rozhraní mezi mozkem a čipem, který by tlumočil mozkovou aktivitu do čipu a nazpět, než budeme moct mluvit o medicínském využití. A jasně, Neuralink a jiní fachmani něco takového slibují. A osobně věřím, že se můžeme průlomu dočkat možná i do dekády! Ale ještě se tak nestalo a můžeme dojít i zklamání.

Navíc nemáme třeba vůbec představu, jak by čip třeba pomohl pacientům s Alzheimerem. Vzhledem k tomu, že u něj je mozek zanášen „odpadními“ proteiny. To by jako člověk musel mít na hlavě tisíce čipů přesouvající celou paměť ven? Ne, že by to asi nějak nešlo, ale máte na to studie? A můžu je vidět?


Doufám, že vám teď kontextová reklama prodává nějaké laciné studie. 

O krůček dál

Samozřejmě zrovna já mám bulvární titulky a jistou míru hyperboly víc pochopení, než KOLIK JE NA SVĚTĚ HVĚZD! A v dalším zlepšení neuromorfní informatiky tkví velký potenciál, takže i aktuální studii oslavím, jak se patří. Bathští sice mluví o uzdravování nemocných mozků, což jednou může být pravda – ale zrovna tak se nabízí možnost augmentace mozků zdravých! Jejich neuromorfní čip navíc působí dojmem hardwaru jako dělaného pro strojové učení!

Ke každé z těhle cest ovšem nejspíše povede ještě velmi dlouhá cesta z potu, krve, slz a dalších tělesných tekutin. Definice praktických implantátů je díky Bathu zas o něco jasnější, ale zdaleka není ještě křišťálově čistá. Osobně bych tedy nejspíše nevsázel na to, že se bathská dodatečná RAMka a HDD pro mozek se dočká uplatnění tak rychle, jak by to jeden z titulků chápal. A jak bychom potřebovali, abychom v tom roce 2027 už mohli vylepšit paměť, srdce anebo si namísto rukou namontovat rotačáky!

[LL]

O běžnějších neuromorfních počítačích taky tuna:

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze