خطة لتصميم أجهزة كمبيوتر حيوية من خلايا الأدمغة

تقديم وإعداد : ميار كمال

تصوير ومونتاج : يوسف شعبان

منذ بداية عصر الكمبيوتر، حاول المهندسون محاكاة الوظائف الشبيهة بالدماغ البشري، وزاد الإصرار على ذلك مع تطور الذكاء الاصطناعي، ومع ذلك لا يزال العالم بعيداً عن تحقيق هذا الهدف. 

ومع ظهور الخلايا الجذعية البشرية والهندسة الحيوية للأنظمة الفيزيولوجية الدقيقة للدماغ، أصبح من الممكن الآن محاكاة مجموعة من “آليات التعلم والذاكرة في الكائنات العضوية” على رقاقات السيليكون”. 

“كمبيوتر حيوي”

وبحسب الدراسات المنشورة، الاثنين، يمكن تطوير “كمبيوتر حيوي” مدعوم بخلايا دماغ بشرية خلال حياتنا، إذ يتوقع باحثو جامعة “جونز هوبكنز” أن توسع هذه التكنولوجيا بشكل كبير من قدرات الحوسبة الحديثة، كما يُمكنها أن تخلق مجالات دراسة جديدة.

ومنذ ما يقرب من عقدين من الزمن، استخدم العلماء هياكل حيوية دقيقة داخل الخلايا تُسمى عضيات (هي الأجزاء أو الأجسام الحية الموجودة في سيتوبلازم الخلية)، وأنسجة نمت في المختبر تشبه الأعضاء كاملة النمو، لإجراء تجارب على الكلى والرئتين والأعضاء الأخرى، دون اللجوء إلى إجراء الاختبارات على البشر أو الحيوانات.

وعمل الباحثين في الآونة الأخيرة على عضيات في الدماغ، ودوائر كهربائية بحجم نقطة الحبر مكونة من الخلايا العصبية، وغيرها من الميزات التي تعد بالحفاظ على الوظائف الأساسية مثل “التعلم والتذكر”.

وأن الأبحاث ، التي استمرت أكثر من 20 عاماً، “تهدف لدراسة الوظائف المعرفية في الدماغ، وتوسيع نطاقها لتحقيق قدرات حسابية تُستخدم في إنشاء نماذج للذكاء في طبق معملي، لدراسة أساس الوظائف الإدراكية للإنسان”.

أن الأبحاث لا تهدف فقط لابتكار “كمبيوتر حيوي” من الخلايا الدماغية، وهي السبب الرئيسي وراء تلك الأبحاث، إلا أنها تعد أيضاً بتوفير نماذج للمضي قدماً في البحث عن المواد السامة التي تساهم في الأمراض العصبية وتحديد العلاجات للأمراض العصبية، وتحقيق القدرات الحسابية البيولوجية ذات الصلة. 

كيف سيبدو الكمبيوتر الحيوي ذا الذكاء العضوي؟

وتحتاج عضيات الدماغ الحالية إلى زيادة حجمها من أجل تطوير الذكاء العضوي، وتحتوي كل منها على حوالي 50 ألف خلية. ويقول الباحثون: “سنحتاج لزيادة هذا العدد إلى 10 ملايين خلية، إلا أن الأمر ليس صعباً على الإطلاق”.

فبفضل التقنية الرائدة، التي طورها الحائزان على جائزة نوبل الطب في عام 2012، جون جوردون، وشينيا ياماناكا، يمكن إنتاج عضيات الدماغ من أنسجة البالغين. 

وهذا يعني أنه بالإضافة لتطوير الكمبيوترات الحيوية، يمكن للعلماء إنتاج عضيات دماغية مخصصة من عينات جلد المرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية، مثل مرض ألزهايمر.

ويمكنهم بعد ذلك إجراء اختبارات متعددة للتحقيق في كيفية تأثير العوامل الوراثية والأدوية والسموم على هذه الحالات، ما يؤهلهم لدراسة الجوانب المعرفية للحالات العصبية.

تقنيات التواصل

ويعمل باحثو “جونز هوبكنز” في الوقت الحالي على تطوير تقنيات للتواصل مع العضيات، بمعنى آخر، إرسال المعلومات إليها وقراءة ما “تُفكر” فيه.

يعني في احتماليه اننا نشوف اجهزة كمبيوتر من خلايا الدماغ البشري فعلا ؟