Учёные из Принстонского университета представили инновационное вычислительное устройство, объединяющее живые клетки мозга и классические электронные компоненты. Авторы разработки называют свою систему трёхмерным биоэлектронным компьютером.
В отличие от предыдущих научных экспериментов, в которых нейроны развивались в плоских культурах или изолированных 3D-скоплениях, новая методика предполагает использование 3D-сетки. Исследователи создали каркас из тончайших проводов и электродов на эпоксидной основе. На этой структуре были выращены десятки тысяч нейронов, что позволило сформировать полноценную объёмную сеть, пригодную для выполнения вычислений.
Данный подход обеспечил значительно более точный контроль над электрической активностью нейронов. В течение полугода команда вела наблюдение за развитием сети, активно экспериментируя с процессами усиления и ослабления связей между клетками. В конечном итоге ученым удалось обучить систему распознавать специфические повторяющиеся импульсные паттерны.
В рамках проведенных испытаний биоэлектронный компьютер показал свою эффективность: система успешно различила два различных набора сигналов в серии экспериментов. В планах исследователей — постепенное усложнение задач для данной архитектуры.
Как отметил ведущий автор исследования Кумар Мритунджай, эта технология открывает новые горизонты не только в фундаментальном понимании принципов обработки информации мозгом, но и в области терапии неврологических заболеваний.
Хотя основной задачей проекта было изучение мозга, ученые обратили внимание на еще одну перспективу — преодоление главной проблемы современных систем искусственного интеллекта, связанной с их чрезмерным энергопотреблением. Ассистент профессора Тянь-Мин Фу подчеркнул, что человеческий мозг при решении задач аналогичного уровня сложности расходует примерно в миллион раз меньше энергии, чем современные вычислительные ИИ-системы.
