Nadchodzą komputery z ludzkiej tkanki mózgowej. Czy jesteśmy na to gotowi?
Wyobraź sobie komputer… zrobiony z ludzkich komórek mózgowych. Brzmi jak science fiction? A jednak staje się coraz bardziej realny. W obliczu ograniczeń współczesnej sztucznej inteligencji, naukowcy zwracają się ku zupełnie nowemu podejściu: wykorzystaniu żywych neuronów jako sprzętu obliczeniowego.
Biokomputery – od Ponga do prostego rozpoznawania mowy
Choć „biokomputery” wciąż są w powijakach, już teraz potrafią wykonywać zadania, które kiedyś wydawały się niemożliwe. Neurony hodowane w laboratoriach grają w proste gry, takie jak Pong, czy uczą się podstaw rozpoznawania mowy.
Jak zwraca uwagę Bram Servais, doktorant inżynierii biomedycznej, Uniwersytet w Melbourne entuzjazm ten podsycają trzy zbieżne trendy. Po pierwsze, kapitał wysokiego ryzyka napływa do wszystkiego, co wiąże się ze sztuczną inteligencją, co sprawia, że spekulacyjne pomysły nagle stają się dostępne do finansowania. Po drugie, techniki hodowli tkanki mózgowej poza ciałem dojrzały, a do rozwoju włączył się przemysł farmaceutyczny. Po trzecie, szybki postęp w dziedzinie interfejsów mózg-komputer doprowadził do wzrostu akceptacji technologii zacierających granicę między biologią a maszynami.
Jak działają biokomputery?
Informatycy od dawna podziwiają wydajność energetyczną ludzkiego mózgu. Działając z mocą mniejszą niż 20 watów – mniej niż mały wentylator biurkowy – miliardy neuronów mogą wykonywać ekwiwalent miliarda miliardów operacji na sekundę. Najlepsze superkomputery dorównują tej prędkości, ale zużywają milion razy więcej energii.
Biokomputery sięgają do biologicznego materiału źródłowego: indukowanych pluripotentnych komórek macierzystych (iPS), które przekształca się w neurony. Te komórki hodowane są w matrycach elektrod, które pozwalają na komunikację i kontrolę impulsów elektrycznych. Systemy te mogą reagować na sygnały wejściowe i generować odpowiedź, którą naukowcy przekształcają w użyteczne informacje.
Najpopularniejszym podejściem są organoidy – trójwymiarowe skupiska neuronów i komórek wspierających, takich jak astrocyty i oligodendrocyty. W sierpniu Benjamin Ward-Cherrier, badacz robotyki z Uniwersytetu w Bristolu i współpracownicy wykorzystali około 10 000 neuronów do „rozpoznawania” liter brajla. Poprzez układ elektrod i algorytmy uczenia maszynowego organoidy mogły odróżniać sygnały wejściowe z dokładnością do 83%.
„To wstępna próba udowodnienia, że potrafimy wykonywać tego typu zadania. Następnym krokiem jest zrobienie czegoś nieco bardziej złożonego” – mówi Ward-Cherrier. W przyszłości mogłoby to obejmować interpretację sygnałów z hodowanych komórek jako instrukcji dla robota.
Witamy w świecie wetware
W miasteczku nad Jeziorem Genewskim znajdują się skupiska żywych ludzkich komórek mózgowych do wynajęcia. „Te skupiska, wielkości ziarenka piasku, mogą odbierać sygnały elektryczne i na nie reagować – podobnie jak komputery. Zespoły badawcze z całego świata mogą zlecać tym skupiskom zadania, licząc na to, że przetworzą informacje i odeślą sygnał zwrotny” – mówi Ward-Cherrier.
W laboratoriach FinalSpark proces rozpoczyna się od komórek macierzystych pochodzących z ludzkich komórek skóry, które firma kupuje w klinice w Japonii. Dawcy są anonimowi, choć nie brakuje ofert. „Wiele osób się do nas zgłasza – powiedział BBC News współzałożyciel Fred Jordan. – Wybieramy jednak wyłącznie komórki macierzyste pochodzące od oficjalnych dostawców, ponieważ ich jakość jest kluczowa”.
Biolog komórkowy dr Flora Brozzi pokazuj naczynie z kilkoma małymi, białymi kulkami. Każda z nich to mini-mózg – organoid zbudowany z żywych komórek macierzystych, które utworzyły sieci neuronów i komórek wspierających. „Nie są one nawet w przybliżeniu tak złożone jak ludzki mózg, ale mają te same elementy składowe” – tłumaczy dr Brozzi. Po kilku miesiącach hodowli organoidy są gotowe do podłączenia do elektrod, aby reagować na proste polecenia, generując sygnały elektryczne odczytywane na ekranie komputera.
Stymulacje elektryczne są pierwszym krokiem w kierunku większego celu: uczenia się neuronów, tak aby mogły wykonywać zadania. „W przypadku sztucznej inteligencji to zawsze to samo – mówi dr Jordan. – Dajesz jakieś dane wejściowe, chcesz, żeby jakieś dane wyjściowe zostały wykorzystane. Na przykład, dajesz zdjęcie kota i chcesz, żeby dane wyjściowe mówiły, czy to kot”.
Utrzymanie przy życiu biokomputerów
Utrzymanie zwykłego komputera w działaniu jest proste – potrzebuje tylko zasilania. Ale co dzieje się z biokomputerami? „Organoidy nie mają naczyń krwionośnych – mówi prof. Simon Schultz z Imperial College London. – Ludzki mózg ma naczynia, które dostarczają składników odżywczych na wielu poziomach. Nie wiemy jeszcze, jak je prawidłowo wytwarzać. To największe wyzwanie”.
Organoidy FinalSpark mogą obecnie przetrwać do czterech miesięcy, ale ich „śmierć” bywa dramatyczna. Czasami obserwuje się wzmożoną aktywność neuronów tuż przed zakończeniem eksperymentu – podobną do przyspieszonego bicia serca i wzmożonej aktywności mózgu u ludzi u schyłku życia. „Zdarzyło się kilka przypadków, w których zaobserwowaliśmy bardzo szybki wzrost aktywności w ostatnich minutach lub sekundach [życia organoidu] – mówi dr Jordan. – W ciągu ostatnich pięciu lat odnotowaliśmy około 1000–2000 takich zgonów. To smutne, ponieważ musimy przerwać eksperyment, zrozumieć przyczynę, a następnie powtórzyć go”.
Bioetyka i pytania o świadomość
Szybki rozwój technologii wyprzedza ramy bioetyczne. Naukowcy apelują o pilne aktualizacje wytycznych dotyczących etycznego użycia organoidów w systemach komputerowych. Pojawiają się pytania, które jeszcze niedawno brzmiały jak science fiction: Co właściwie oznacza „inteligencja” w kontekście sieci neuronów? Czy sieć ludzkich komórek może kiedykolwiek wymagać moralnego traktowania? Jak regulować systemy biologiczne, które zachowują się jak miniaturowe komputery?
Dynamiczny krajobraz badań i rynku
Biohybrydowe platformy komputerowe powstają w laboratoriach w USA, Australii, Chinach i Szwajcarii. Szwajcarska firma FinalSpark umożliwia już zdalny dostęp do swoich organoidów neuronowych, a Cortical Labs przygotowuje stacjonarny biokomputer CL1. Potencjalnymi klientami są nie tylko farmaceuci, ale też badacze AI szukający alternatywy dla klasycznych systemów komputerowych.
Naukowcy widzą też praktyczne zastosowania: przewidywanie skutków wycieków ropy, lepsze modelowanie aktywności mózgu w epilepsji czy testowanie wpływu substancji chemicznych na rozwój neuronów. Choć są to jeszcze eksperymentalne projekty, pokazują kierunek, w jakim zmierza ta dziedzina.
Małe systemy, wielkie pytania
Podczas gdy miliarderzy tacy jak Elon Musk pracują nad implantami neuronowymi i wizjami transhumanizmu, inteligencja organoidowa zmusza nas do refleksji: co naprawdę oznacza świadomość i inteligencja? Jak daleko możemy posunąć się w łączeniu żywej tkanki z maszynami, zanim pojawią się pytania etyczne, na które nie mamy jeszcze odpowiedzi?
Technologia jest wciąż w powijakach, ale rozwój biokomputerów sugeruje, że debata o świadomości i moralności maszyn z ludzkiej tkanki mózgowej może nadejść szybciej, niż ktokolwiek się spodziewa.
Absolwentka Inżynierii Środowiska na Politechnice Warszawskiej. Specjalizuje się w technicznych i naukowych tekstach o przyrodzie, zmianie klimatu i wpływie człowieka na środowisko. W swoich artykułach łączy rzetelną wiedzę inżynierską z pasją do natury i potrzeby życia w zgodzie z otoczeniem. Uwielbia spędzać czas na łonie przyrody – szczególnie na Warmii, gdzie najchętniej odkrywa dzikie zakątki podczas pieszych wędrówek i wypraw kajakowych
Opublikowany: 4 grudnia, 2025
- https://www.nature.com/articles/d41586-025-03633-0;
- https://www.bbc.com/news/articles/cy7p1lzvxjro;
- https://theconversation.com/how-scientists-are-growing-computers-from-human-brain-cells-and-why-they-want-to-keep-doing-it-270464;
