Удачный эксперимент австралийской компании Cortical Labs стал значимым шагом в развитии технологии синтетического биологического интеллекта (SBI), и у него есть все шансы лечь в основу принципиально новых подходов к изучению и лечению неврологических заболеваний. Нейроны, выращенные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, не только отреагировали на противоэпилептические препараты изменением электрической активности, но и прошли успешное поведенческое обучение в игровой среде, имитирующей «Понг» — простую компьютерную игру, которая используется для тестирования способности обрабатывать информацию.
Система, получившая название CL1, представляет собой биологический компьютер, в котором живые нейроны размещаются на кремниевой подложке в специально созданной среде, которая поддерживает их жизнеспособность. Эти клетки способны образовывать нейронные сети и, получая стимулы, формировать новые связи или перенаправлять старые для более эффективной работы. Ученые воздействовали на эти клетки с помощью трех популярных в клинической практике препаратов от эпилепсии, фенитоина, перампанела и карбамазепина, и наблюдали за изменением поведения нейронов в реальном времени. Особенно впечатляющим оказался эффект от карбамазепина: он не только подавил патологическую активность нервных клеток, но и значительно улучшил способность нейронной сети к целенаправленному обучению в игровой задаче.
Ранее подобные модели обучения и обработки информации в живых клетках существовали лишь как теоретические концепции или требовали проведения опытов на животных. Теперь же, благодаря разработкам Cortical Labs при участии ученых из Кембриджского университета и биотехнологического стартапа bit.bio, стало возможным изучать функционирование человеческих нейронов и их реакцию на медикаменты без необходимости в экспериментах такого рода. Это открывает путь к персонализированной медицине, позволяя моделировать конкретные заболевания и тестировать лекарства сразу на «человеческих» нейросетях, выращенных в лаборатории.
Несмотря на то, что модель SBI пока намного проще человеческого мозга и сосредоточена лишь на нейронах, чувствительных к глутамату, ученые считают ее важным этапом в создании более совершенных систем для диагностики и терапии различных заболеваний. Как подчеркивает научный директор Cortical Labs Бретт Каган, ключевым достижением стало доказательство того, что патологические процессы в нейронной сети можно не просто наблюдать, но и эффективно корректировать. Это позволяет переосмыслить существующие подходы к определению эффективности терапии и выработать более надежные и реалистичные критерии ее оценки. В перспективе технологии SBI могут не только ускорить разработку новых препаратов, но и существенно сократить расходы на исследования, исключив необходимость дорогостоящих и спорных в этическом отношении испытаний на животных.
Ранее ученые назвали суперспособность мозга, недоступную для освоения ИИ.
