Gli scienziati hanno svelato un biocomputer ibrido, chiamato Brainoware, che fonde il tessuto cerebrale umano coltivato in laboratorio con circuiti elettronici convenzionali.
Brainoware utilizza il calcolo adattivo del serbatoio, un metodo che coinvolge reti neurali biologiche all’interno di organoidi cerebrali. Queste reti interagiscono con una matrice multielettrodica ad alta densità, facilitando attività di calcolo complesse. Essenzialmente, combina l’hardware dell’intelligenza artificiale (AI) con il wetware umano. Brainoware ha dimostrato competenza nel riconoscimento vocale e nella risoluzione di equazioni caotiche non lineari, dimostrando il suo potenziale per diverse applicazioni di intelligenza artificiale. Questo sistema apprende e migliora notevolmente nel tempo, adattando le sue funzionalità in base ai dati di input. L’innovazione chiave risiede nell’integrazione degli organoidi cerebrali, che sono gruppi di cellule umane che imitano gli organi reali. Questi organoidi, derivati da cellule staminali, vengono trasformati in cellule simili ai neuroni, simili a quelle del nostro cervello. Per creare Brainoware è stato necessario posizionare un organoide cerebrale su una piastra con migliaia di elettrodi, collegando il tessuto cerebrale ai circuiti elettrici. Il sistema converte le informazioni in ingresso in impulsi elettrici, che vengono poi inviati all’organoide. Le sue risposte vengono catturate da sensori e interpretate tramite algoritmi di apprendimento automatico. In un test di riconoscimento vocale che ha coinvolto 240 registrazioni di otto persone, Brainoware ha distinto ciascun oratore con una precisione del 78%. L’organoide ha generato modelli di attività neurale unici per ciascuna voce, che il sistema di intelligenza artificiale ha decodificato con successo. Questo risultato non solo mette in mostra il potenziale di Brainoware, ma conferma anche concetti teorici fondamentali per lo sviluppo di una nuova classe di computer basati sulla biologia.
Questa fusione di organoidi e circuiti potrebbe potenzialmente sfruttare la velocità e l’efficienza energetica del cervello umano per l’intelligenza artificiale, notano i ricercatori. Inoltre, Brainoware potrebbe rivelarsi molto utile negli studi sul cervello. A differenza delle semplici colture cellulari, gli organoidi cerebrali possono replicare l’architettura e le funzioni di un cervello funzionante, sebbene non siano esattamente simili al cervello nella loro funzione. Ciò rende Brainoware uno strumento promettente per modellare i disturbi neurologici e testare gli effetti e le tossicità del trattamento, possibilmente sostituendo in futuro i modelli di cervello animale. Tuttavia, permangono delle sfide, in particolare nel sostenere gli organoidi. Poiché queste cellule richiedono incubazione, al momento non è possibile mantenere organoidi più grandi per compiti complessi. Compiti computazionali impegnativi richiedono organoidi più grandi, ma non esiste ancora un modo semplice per raggiungere questo obiettivo. Per ora, tutto questo è solo una prova di concetto. Guardando al futuro, il team intende esplorare come gli organoidi cerebrali possano essere adattati per compiti più complessi e progettati per una maggiore stabilità e affidabilità. Integrarli nei microchip di silicio esistenti utilizzati nell’informatica basata sull’intelligenza artificiale è un passo successivo cruciale.
