Naukowcy opracowali bioprocesor. Połączyli maszynę z ludzką tkanką mózgową

Biokomputer to urządzenie obliczeniowe, które wykorzystuje biologiczne molekuły, takie jak DNA, RNA, białka lub komórki, do przechowywania, przetwarzania i analizowania informacji. Działa na zasadzie biologicznych procesów i reakcji chemicznych, co pozwala na wykonywanie złożonych obliczeń na poziomie molekularnym. 

Biokomputery mają potencjał do rewolucjonizowania dziedzin takich jak medycyna, biotechnologia i nanotechnologia dzięki ich zdolności do operowania w skali mikroskopowej i przetwarzania danych w sposób naturalny dla organizmów żywych. 

Obejrzyj w

Pierwszy bioprocesor z ludzkimi komórkami 

Szwajcarski start-up FinalSpark uruchomił pierwszą na świecie platformę internetową, która zapewnia zdalny dostęp do neuronów biologicznych. Działanie neuroplatformy opiera się na architekturze, którą można sklasyfikować jako wetware: połączenie sprzętu, oprogramowania i biologii. Szczegóły opisano w czasopiśmie naukowym Frontiers in Immunology.

Naukowcy wykorzystali cztery układy wieloelektrodowe (MEA - Multi-Electrode Arrays), w których znajdują się żywe tkanki - organoidy, czyli niewielkie fragmenty ludzkiego mózgu wyposażone w neurony i inne elementy tkanki mózgowej, wykazujące podstawowe właściwości całego organu. Każdy z czterech układów zawiera cztery organoidy połączone elektrodami, które służą do stymulacji i rejestracji danych.

Do projektu konieczne było przygotowanie odpowiedniego oprogramowania, które umożliwia badaczom wprowadzanie danych, a następnie odczytywanie i interpretowanie danych wyjściowych procesora. 

Dane przesyłane są za pośrednictwem przetworników analogowo-cyfrowych. Całość wspiera mikoprzepływowy system podtrzymywania życia i kamery monitorujące. Warto tutaj zaznaczyć, że struktury neuronalne tworzące bioprocesory mają ograniczoną żywotność. Według naukowców, wykorzystane organoidy mogą przetrwać zaledwie około 100 dni. 

Bioprocesor może odmienić technologię 

FinalSpark udostępnił swoją platformę dziewięciu instytucjom, by pomóc w rozwoju badań w zakresie bioprzetwarzania. Zainteresowanie technologią jest jednak dużo większe, bo z platformy chce korzystać trzydzieści uniwersytetów. Twórcy technologii liczą, że współpraca instytucji pozwoli opracować pierwszy na świecie żywy procesor. Dostęp do platformy jest płatny -  za każdego użytkownika start-up każde sobie płacić 500 dolarów miesięcznie.

Według badaczy, Neuroplatforma jest w stanie uczyć się i przetwarzać informacje. Co więcej, bioprocesory mogłyby znacząco zmniejszyć zużycie energii względem standardowych, cyfrowych procesorów.