أدمغة بشرية مصغرة تدفع تطوير المعالجات الحاسوبية نحو كفاءة غير مسبوقة

تُعد الحوسبة الحيوية باستخدام خلايا دماغية بشرية من أحدث مجالات البحث التي تسعى لتطوير معالجات حاسوبية تعتمد على خلايا الدماغ الحقيقية، بهدف استغلال القدرات الحاسوبية الغامضة لهذا العضو الحيوي بدلاً من الاقتصار على الرقائق المصنوعة من السيليكون التي تقلّد دماغ الإنسان.

الحوسبة الحيوية عبر خلايا الدماغ البشري: مستقبل المعالجات الحاسوبية

في مختبر بمدينة فيفي السويسرية، يتم حقن خلايا دماغية بشرية بسائل غني بالمغذيات يحافظ على حيويتها، ما يمهد الطريق لتطوير شكل جديد من المعالجات الحاسوبية ضمن مجال الحوسبة الحيوية الذي يهدف لاستكشاف قدرات الدماغ الحقيقية في معالجة البيانات والأوامر. ويؤكد فريد جوردان، مؤسس شركة «فاينل سبارك» الناشئة، أنهم بدلاً من تقليد الدماغ عبر الرقائق السيليكونية، يفضلون تجربته فعلياً على خلايا الدماغ الحقيقية.

يرى جوردان أن هذا التوجه الجديد للمعالجات التي تعتمد على خلايا الدماغ البشري سيصبح بديلاً للرقائق الاصطناعية المستخدمة حالياً في مجال الذكاء الاصطناعي، لما تتميز به هذه الأدمغة المصغّرة من كفاءة طاقة تفوق بمليون مرة الخلايا العصبية الاصطناعية المعتمدة في الحوسبة التقليدية، كما يمكن إنتاجها بكميات غير محدودة داخل المختبر، خلافاً للرقائق التي تُصنع بكميات ضخمة عبر شركات مثل «إنفيديا».

كيفية استخدام الخلايا الجذعية في بناء معالجات الحوسبة الحيوية

تعتمد FinalSpark على الخلايا الجذعية كأساس لتطوير الحوسبة الحيوية، حيث تبدأ بشراء هذه الخلايا القادرة على التحول لأي نوع من خلايا جسم الإنسان. بعد ذلك، يتم تحويل هذه الخلايا الجذعية إلى خلايا عصبية متصلة مع بعضها مكوّنة ما يُعرف بـ«عُضيات الدماغ» التي تصل أبعادها إلى ميليمترات قليلة.

تشبه هذه العُضيات دماغ يرقة ذبابة الفاكهة من حيث التعقيد. تُوصل هذه الخلايا العصبية بأقطاب كهربائية تتيح للعلماء مراقبة نشاطها العصبي «والتنصت عليها»، كما يمكن تحفيزها بتيار كهربائي منخفض لتوليد استجابات، تُستخدم في إعادة تشكيل البتات الرقمية 0 و1 التي تعتمد عليها الحوسبة التقليدية.

تجري نحو عشرة جامعات تجارب عن بُعد على عُضيات FinalSpark، بينما تبث الشركة عبر موقعها الإلكتروني صوراً حية لنشاط خلاياها العصبية، كما تولي اهتماماً كبيراً لأبعاد الأخلاقيات في أبحاثها بالتعاون مع خبراء متخصصين.

فوائد التوسع في استخدام الحوسبة الحيوية عبر خلايا الدماغ البشري وأبرز التحديات

تكشف FinalSpark أن أدمغتها الصغيرة تحوي حوالي عشرة آلاف خلية عصبية فقط، مقارنة بمئة مليار خلية عصبية موجودة في دماغ الإنسان البالغ؛ ما يجعل قوة هذه الأدمغة المصغرة لا تزال أقل بكثير من متطلبات الحوسبة الحديثة.

في المختبر، يلاحظ جوردان نشاطاً عصبيًا عبر شاشة إلكترونية مرتبطة بستة عشر دماغاً صغيراً متصلة بأنابيب، مما يعكس إمكانية استغلال هذه الأدمغة الحقيقية في بناء معالجات حاسوبية جديدة فعّالة من حيث الأداء واستهلاك الطاقة.

• حقن الخلايا الدماغية بسوائل مغذية
• تحويل الخلايا الجذعية إلى عُضيات دماغية صغيرة
• مراقبة وتحفيز الخلايا العصبية كهربائياً
• إعادة بناء البتات الثنائية 0 و1 من استجابات الخلايا
• التعاون مع الجامعات وخبراء الأخلاقيات