Разработано устройство, выполняющее вычисления с помощью живых клеток мозга

Исследователи из Принстонского университета создали устройство в виде трёхмерной нейронной сети, сочетающее в себе живые клетки мозга и современную встроенную электронику. Согласно недавнему пресс-релизу, этот 3D-биоэлектронный компьютер был запрограммирован на распознавание образов с помощью вычислительных методов.

По сути, живые клетки мозга выполняют вычислительные задачи вне организма, используя встроенную электронику. Это не первый случай, когда учёные используют клетки мозга для вычислений. В предыдущих попытках исследователи выращивали 2D-культуры в чашках Петри или 3D-кластеры, изучая и отслеживая активность извне.

В исследовании Принстона был использован иной подход. Для создания устройства команда изготовила трёхмерную сетку из микроскопических проводов и электродов, закреплённых на тонком слое эпоксидной смолы. Затем они вырастили десятки тысяч нейронов в обширную трёхмерную сеть, способную выполнять вычисления, используя сетку в качестве каркаса.

По словам исследователей, этот новый подход «позволил им регистрировать и стимулировать электрическую активность нейронов в гораздо более тонком масштабе, чем при использовании прежних методов». В течение шести месяцев они наблюдали за развитием сети, тестировали способы усиления или ослабления связей между ключевыми нейронами и в конечном итоге обучили алгоритм распознавать повторяющиеся паттерны импульсов.

Для проверки системы исследователи в ходе отдельных экспериментов предъявили два разных образа, и система успешно различила их в обоих случаях. Команда планирует постепенно масштабировать устройство для выполнения всё более сложных задач.

По словам первого автора статьи Кумара Мритунджая, постдокторанта в области электротехники и вычислительной техники, эта технология