Vědci poprvé vytvořili síť ze syntetických a biologických neuronů – k překvapení fungovala

Vytvořit síť z několika neuronů, které jsou fyzicky v různých zemích a oddělené stovkami kilometrů, to zní samo o sobě jako začátek nějakého sci-fi. O to víc, když jde o síť neuronů, ve které spolu pomocí internetového protokolu komunikují syntetické a biologické neurony. Přesně to se podařilo vědcům, jejichž článek vyšel nedávno v časopisu Nature. V tomto experimentu syntetický neuron “ovládal” neuron biologický, přes který se pak přenášela informace do dalšího syntetického neuronu. Překvapivé je, že tato hybridní síť měla stejné vlastnosti, jako ta biologická.

Třem laboratořím, jedné v Padově v Itálii, druhé v Curychu ve Švýcarsku, a třetí v Southamptonu v Anglii, se podařilo společně vytvořit jednoduchou synteticko-biologickou hybridní neuronovou síť, která funguje na základě biologických principů, ale přes internet.

Abychom si to dokázali lépe představit: síť začíná ve Švýcarsku, s umělým neuronem, ze kterého se vede signál do umělé synapse – memristoru – v Anglii. Ta je poté spojena s myším neuronem v Itálii, který u sebe má chytrou mikroelektrodu kontrolovanou anglickým memristorem. Tam ale není konec, následně se signál z biologického neuronu opět vrací přes Anglii do druhého umělého neuronu ve Švýcarsku, aby se vyzkoušela i cesta z biologického neuronu zpět.

Na této síti složené ze tří neuronů a propojené umělými synapsemi, se podařilo reprodukovat klasický neurovědecký experiment, zkoumající proces na kterém se zakládá mechanismus učení a paměti v mozku. Důležité je, že k reprodukci tohoto experimentu nestačí, aby mezi sebou neurony a synapse dokázali pouze pasivně přenést nějaký elektrický signál, ale musí prokázat schopnost se na základě toho elektrického signálu něco “naučit”, tedy modulovat svoji reakci při další stimulaci. Jinými slovy se dá říct, že se čipy v podobě syntetických neuronů a synapsí dostali do bodu, kdy dokáží spolu s biologickým neuronem vytvořit síť, která se chová jako klasická síť v lidském mozku.

Sice to neznamená, že jsou hned za rohem kybernetické vylepšení mozku, ale rozhodně nás to aspoň co se týče znalostí tím směrem posouvá. Samozřejmě tam vede ještě dlouhá a trnitá cesta – v mozku samotném jsou desítky miliard neuronů, které jsou mezi sebou všelijak pospojované – nicméně už samotné potvrzení principu, že do sebe jde zapojit umělý a přirozený neuron, je velmi důležité. Především to otevírá další možnosti pro neuromorfické čipy a počítače (čipy a počítače postavené na architektuře napodobující jak funguje lidský mozek), a také pro neuroprostetiku, tedy třeba nahrazování nefunkčních částí lidského mozku neuromorfickými čipy. Do budoucna zmiňuje doktor Themis Prodromakis z anglické University of Southampton i možnost položení základů pro internet neuroelektroniky (což si můžeme představit asi jako internet věcí, ale pro věci ovládané mozkem).

V první řadě samozřejmě (podobně jako Neuralink) snažení směřuje na lidi, kteří z toho budou moci co nejdříve benefitovat. Především lidé s různými nemocemi, které se dají pomocí stimulací mozku léčit a nebo alespoň kontrolovat, a nebo například lidé s poškozeným nervovým spojením (typicky páteř), které by šlo teoreticky touto cestou obejít. To se ostatně také nedávno už prakticky podařilo – na videu níže můžete vidět člověka, co pomocí neuroprostetického čipu dokáže znovu ovládat svojí ruku, která byla částečně paralyzovaná po úrazu páteře.