Labor züchtet „Mini-Gehirne“ zur Steuerung von Computern

(Dan Tri) – Jeder „Mini-Gehirn“-Cluster ist mit Schaltkreisen und Computern verbunden, was die Aussicht auf eine Generation biologischer Computer eröffnet, die lernen und sich erinnern können und um ein Vielfaches weniger Energie verbrauchen als die derzeitige Technologie.

Laut Spaceworks züchtet eine Gruppe von Wissenschaftlern in der Schweiz winzige Gehirne aus menschlichen Stammzellen. Sie glauben, dass diese Gehirne in Zukunft das „Herz“ biologischer Computer werden könnten und dabei helfen, Energie zu sparen und wie Menschen zu lernen.

Wissenschaftler im FinalSpark-Labor verwenden Stammzellen zur Entwicklung biologischer Computer (Foto: FinalSpark).

In der Stadt Vevey im Schweizer Kanton Waadt verfolgen Dr. Fred Jordan und seine Kollegen im FinalSpark-Labor eine mutige Richtung.

Anstatt herkömmliche Siliziumchips zu programmieren, suchen sie nach Möglichkeiten, menschliche Neuronen zum Lernen und Verarbeiten von Informationen zu bringen. Das ultimative Ziel ist die Schaffung „lebender Server“, die reagieren und sich erinnern können und dabei deutlich effizienter arbeiten als heutige Computersysteme.

Von menschlichen Hautzellen bis zu winzigen Gehirnen

In den Laboren von FinalSpark beginnt die Reise mit menschlichen Hautzellen, die legal aus Kliniken in Japan bezogen werden.

Wissenschaftler verwandelten sie in Stammzellen und kultivierten sie dann in einer speziellen Umgebung, um kleine weiße Kugeln, sogenannte Organoide, zu bilden.

Jedes Organoid ist etwa so groß wie ein Reiskorn, enthält aber Tausende von Neuronen und anderen unterstützenden Zellen. Obwohl sie weit weniger komplex sind als das menschliche Gehirn, weisen sie die gleichen Grundstrukturen und elektrischen Reaktionen auf, sagte Dr. Flora Brozzi, Zellbiologin im Forschungsteam.

Sobald die Organoide ausgewachsen waren, wurden sie an winzige Elektroden befestigt, die mit einem Computer verbunden waren. Jedes Mal, wenn der Experimentator eine Taste drückte, wurde ein elektrisches Signal durch das System gesendet und auf einem Bildschirm als Miniaturkarte der neuronalen Aktivität angezeigt.

Laut Brozzi ist dies ein Beweis dafür, dass die Neuronen in den Organoiden Informationen wahrnehmen, darauf reagieren und nach und nach lernen können, sie zu verarbeiten.

Die größte Herausforderung besteht darin, das künstliche Gehirn „am Leben“ zu erhalten.

Die Funktionsfähigkeit eines winzigen Gehirns aufrechtzuerhalten, ist keine leichte Aufgabe. Diese Organoide sind sehr empfindlich und benötigen eine nahezu konstante Nährstoffversorgung und eine stabile Umgebung.

Nach vier Jahren des Testens hat das FinalSpark-Team Organoiden dabei geholfen, bis zu vier Monate zu leben – ein bedeutender Fortschritt auf dem Gebiet des Biocomputings.

Sie stellten außerdem ein merkwürdiges Phänomen fest, bevor die Organoide ihre Funktion einstellten: Elektrische Signale traten oft in Schüben auf, ähnlich einem schnellen Herzschlag. Obwohl sie dies nicht vollständig erklären können, deutet es darauf hin, dass die Neuronencluster möglicherweise einen Zustand viel komplexerer Interaktion erreicht hatten als zuvor.

Der Wettlauf um die Entwicklung lernender Computer

FinalSpark ist nicht das einzige Unternehmen, das die Idee verfolgt, Biologie und Technologie zu verbinden. In Australien gab Cortical Labs bekannt, eine Gruppe künstlicher Neuronen darauf trainiert zu haben, das Computerspiel Pong zu spielen.

Auch in den USA entwickeln Forscher der Johns Hopkins University „Mini-Gehirne“, um zu erforschen, wie Menschen Informationen verarbeiten, und ebnen damit den Weg für die Behandlung neurologischer Erkrankungen wie Alzheimer oder Autismus.

Dr. Lena Smirnova, die an der Johns Hopkins University für die Forschung verantwortlich ist, sagte, dass Biocomputer nicht dazu gedacht seien, bestehende Chips vollständig zu ersetzen, sondern Menschen bei der Simulation von Pathologien, der Erforschung von Medikamenten und der Minimierung des Einsatzes von Tieren in Experimenten unterstützen würden.

Experten gehen davon aus, dass sich die Technologie der „Gehirnkultivierung für Berechnungen“ noch in einem sehr frühen Stadium befindet.

Doch das Potenzial ist enorm. Eines Tages könnten diese „Gehirne im Reagenzglas“ die Grundlage für Computersysteme bilden, die lernen, sich erinnern und anpassen können – etwas, wozu bisher nur Menschen in der Lage waren.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phong-thi-nghiem-nuoi-nao-mini-de-van-hanh-may-tinh-20251008064509797.htm