شركة سويسرية تطور تقنية تشغيل أجهزة الكمبيوتر باستخدام دموع بشرية كمصدر طاقة جديد

الحوسبة الحيوية باستخدام الأدمغة البشرية المصغرة تمثل جيلًا ثوريًا من المعالجات الحاسوبية التي تعتمد على خلايا دماغية بشرية حية تعمل معززة بسوائل مغذية للحفاظ على نشاطها، ما يُفتح آفاقًا جديدة لفهم واستغلال قدرات الدماغ البشرية في مجال الحوسبة بشكل مباشر

كيف تعمل الحوسبة الحيوية عبر استخدام الأدمغة البشرية المصغرة

في مختبر بمدينة فيفي السويسرية، يقوم العلماء بحقن خلايا دماغية بشرية بسائل غني بالمغذيات للحفاظ عليها في حالة حية مع استمرار عملها، ضمن مجال بحثي يُعرف بـ “الحوسبة الحيوية” أو “Wetware” التي تعني البرمجية البيولوجية؛ حيث تهدف هذه التقنية لاستكشاف القدرات الحاسوبية المعقدة في الدماغ البشري من دون الحاجة إلى تقليدها بقطع السيليكون. وبدلاً من تصميم الرقائق الاصطناعية التي تحاكي تركيبة الدماغ والشبكات العصبية، يسعى روّاد هذا المجال، مثل فريد جوردان مؤسس شركة FinalSpark السويسرية الناشئة، إلى تجربة التشغيل المباشر على الأدمغة الحقيقية، متمسكين بفكرة أن المعالجات التي تعتمد على خلايا الدماغ البشري ستتمكن يومًا من استبدال الشرائح المصنوعة من السيليكون التي تحرك ثورة الذكاء الاصطناعي الحديثة، لا سيما أن الاستهلاك المفرط للطاقة يُعدّ عائقًا رئيسيًا في تقنيات الذكاء الاصطناعي التقليدية.

مزايا الحوسبة الحيوية عبر الأدمغة البشرية المصغرة مقارنة بمعالجات السيليكون

تشكل الحوسبة الحيوية عبر الأدمغة البشرية المصغرة حلاً واعدًا لمشكلة استهلاك الطاقة العالي التي تواجهها الأجهزة الحاسوبية الحديثة، ويشرح فريد جوردان أن الخلايا العصبية البيولوجية توفر كفاءة تفوق الخلايا العصبية الاصطناعية بمليون مرة في استهلاك الطاقة، كما يمكن إنتاجها بكمية غير محدودة في المختبر على عكس الرقائق التي تصنعها شركات كبرى مثل “إنفيديا” بكميات محدودة. ومع ذلك، ما زالت قدرة هذه الأدمغة الصغيرة التي تنتجها شركة FinalSpark أقل بكثير من معايير الحوسبة الحالية، خصوصًا في القوة الحوسبية، رغم هذا يبقى المجال واعدًا بمستقبل تتكامل فيه محاكاة الدماغ الحقيقية مع تقنيات الذكاء الاصطناعي.

كيفية تصنيع واستخدام الأدمغة البشرية المصغرة في تجارب الحوسبة الحيوية

تعتمد عملية تصنيع هذه المعالجات الحيوية على تحويل الخلايا الجذعية، وهي خلايا أساسية قادرة على التحول إلى أي نوع من خلايا جسم الإنسان، إلى خلايا عصبية متصلة بعضها ببعض لتشكيل مجموعات صغيرة تُعرف بعُضيات الدماغ، والتي تشبه دماغ يرقة ذبابة الفاكهة من حيث التعقيد. توصل الأقطاب الكهربائية بهذه العُضيات لتتيح للباحثين متابعة نشاط الخلايا العصبية وتحفيزها بتيارات كهربائية دقيقة، اعتمادًا على رد فعل العُضيات يُعاد ترميز المعطيات الرقمية التقليدية 1 و 0. تُجرى تجارب هذا النوع من المعالجات في أكثر من عشر جامعات عبر الإنترنت، مع بث مباشر لنشاط الخلايا العصبية عبر موقع FinalSpark. من بين التطبيقات البحثية، يبرز مثلاً استخدام عُضيات الدماغ في روبوت بجامعة بريستول البريطانية للتعرف على حروف برايل المختلفة التي يستخدمها المكفوفون. ولكن تواجه هذه الدراسات تحديات كبيرة، أبرزها ترميز البيانات بطريقة تفهمها الأدمغة، وفك شفرة الإشارات العصبية الصادرة عنها، بالإضافة إلى تعقيدات الحفاظ على حياة هذه الخلايا حيث يمكن موتها في أي لحظة، وهو أمر مر به الباحث بنجامين وارد-شيرير حين اضطر لإعادة تجاربه من الصفر بعد موت إحدى العُضيات. وتؤكد شركة FinalSpark أن العمر الافتراضي لعُضيات الدماغ يتراوح حتى ستة أشهر فقط.

• حقن خلايا دماغية بشرية بسوائل مغذية للحفاظ على حيويتها
• تحويل الخلايا الجذعية إلى عُضيات دماغية متصلة
• التنصت على نشاط الخلايا العصبية وتحفيزها كهربائيًا
• إعادة ترميز إشارات العُضيات إلى بيانات رقمية
• إجراء تجارب في جامعات متعددة من خلال منصة إلكترونية