প্রসেসর হিসাবে মিনি-মস্তিষ্কের সাথে বায়োকম্পিউটিং সিলিকন-ভিত্তিক এআইয়ের চেয়ে আরও শক্তিশালী হতে পারে

প্রসেসর হিসাবে মিনি-মস্তিষ্কের সাথে বায়োকম্পিউটিং সিলিকন-ভিত্তিক এআইয়ের চেয়ে আরও শক্তিশালী হতে পারে

সময় স্ট্যাম্প: মার্চ 7, 2023 10:00 এএম
প্রসেসর হিসাবে মিনি-ব্রেইনের সাথে বায়োকম্পিউটিং সিলিকন-ভিত্তিক AI PlatoBlockchain ডেটা ইন্টেলিজেন্সের চেয়ে বেশি শক্তিশালী হতে পারে। উল্লম্ব অনুসন্ধান. আ.

মানুষের মস্তিষ্ক গণনায় ওস্তাদ। এতে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে মস্তিষ্ক-অনুপ্রাণিত অ্যালগরিদম থেকে নিউরোমরফিক চিপস পর্যন্ত, বিজ্ঞানীরা মেশিনগুলিকে উত্সাহিত করার জন্য মস্তিষ্কের প্লেবুক ধার করছেন৷

তবুও ফলাফল—সফ্টওয়্যার এবং হার্ডওয়্যারে—শুধুমাত্র একটি ভগ্নাংশ ক্যাপচার করে কম্পিউটেশনাল জটিলতা নিউরনে এমবেড করা. কিন্তু মস্তিষ্কের মতো কম্পিউটার তৈরির ক্ষেত্রে সম্ভবত প্রধান বাধা হল যে আমরা এখনও পুরোপুরি বুঝতে পারি না যে মস্তিষ্ক কীভাবে কাজ করে। উদাহরণ স্বরূপ, কীভাবে এর স্থাপত্য-প্রক-প্রতিষ্ঠিত স্তর, অঞ্চল এবং সর্বদা পরিবর্তনশীল নিউরাল সার্কিট দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়- উচ্চ দক্ষতা এবং কম শক্তির ব্যবহার সহ আমাদের বিশৃঙ্খল বিশ্বকে বোঝায়?

তাহলে কেন এই ধাঁধাকে পাশ কাটিয়ে সরাসরি বায়োকম্পিউটার হিসেবে নিউরাল টিস্যু ব্যবহার করবেন না?

এই মাসে, জনস হপকিন্স ইউনিভার্সিটির একটি দল একটি সাহসী ব্লুপ্রিন্ট আউট স্থাপন কম্পিউটিংয়ের একটি নতুন ক্ষেত্রের জন্য: অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তা (OI)। চিন্তা করবেন না - তারা জারে তারের সাথে সংযুক্ত জীবন্ত মানুষের মস্তিষ্কের টিস্যু ব্যবহার করার বিষয়ে কথা বলছে না। বরং, নামের মতো, ফোকাস একটি সারোগেটে: মস্তিষ্কের অর্গানয়েডস, যা "মিনি-ব্রেন" নামে বেশি পরিচিত। এই মটর আকারের নুগেট মোটামুটি অনুরূপ প্রারম্ভিক ভ্রূণ মানব মস্তিষ্ক তাদের জিনের অভিব্যক্তি, মস্তিষ্কের বিভিন্ন কোষ এবং সংগঠনে। তাদের নিউরাল সার্কিট স্বতঃস্ফূর্ত কার্যকলাপের সাথে স্ফুলিঙ্গ হয়, মস্তিষ্কের তরঙ্গের সাথে ঢেউ, এবং এমনকি আলো সনাক্ত করতে পারে এবং পেশী আন্দোলন নিয়ন্ত্রণ.

সংক্ষেপে, মস্তিষ্কের অর্গানয়েডগুলি উচ্চ-বিকশিত প্রসেসর যা সীমিত মাত্রায় মস্তিষ্কের নকল করে। তাত্ত্বিকভাবে, বিভিন্ন ধরণের মিনি-মস্তিষ্ককে ডিজিটাল সেন্সর এবং আউটপুট ডিভাইসের সাথে সংযুক্ত করা যেতে পারে - মস্তিষ্ক-মেশিন ইন্টারফেসের বিপরীতে নয়, শরীরের বাইরে একটি সার্কিট হিসাবে। দীর্ঘমেয়াদে, তারা বায়োফিডব্যাক এবং মেশিন লার্নিং পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রশিক্ষিত একটি সুপার বায়োকম্পিউটারে একে অপরের সাথে সংযুক্ত হতে পারে যাতে "একটি থালায় বুদ্ধিমত্তা" সক্ষম হয়।

একটু ভয়ঙ্কর শব্দ? আমি রাজী. বিজ্ঞানীরা দীর্ঘ বিতর্ক করেছেন কোথায় রেখা আঁকবেন; অর্থাৎ, যখন মিনি-মস্তিষ্ক মানুষের মতো হয়ে যায়, তখন চেতনা বিকাশকারী নাগেটসের অনুমানমূলক দুঃস্বপ্নের দৃশ্যের সাথে।

দল ভালোই জানে। অর্গানয়েড ইন্টেলিজেন্সের অংশ হিসেবে, তারা বিজ্ঞানী, জৈব-নীতিবিদ এবং জনসাধারণের সমন্বয়ে "এম্বেডেড এথিকস" এর প্রয়োজনীয়তা তুলে ধরেন। কিন্তু সিনিয়র লেখক ডঃ টমাস হার্টুং-এর কাছে, অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তা গবেষণা শুরু করার সময় এখন।

"জৈবিক কম্পিউটিং (বা বায়োকম্পিউটিং) সিলিকন-ভিত্তিক কম্পিউটিং এবং এআইয়ের চেয়ে দ্রুত, আরও দক্ষ এবং আরও শক্তিশালী হতে পারে এবং শুধুমাত্র শক্তির একটি ভগ্নাংশের প্রয়োজন হয়," দল লিখেছিল।

[এম্বেড করা সামগ্রী]

একটি বুদ্ধিদীপ্ত সমাধান

কম্পিউটেশনাল হার্ডওয়্যার হিসাবে মস্তিষ্কের টিস্যু ব্যবহার করা উদ্ভট মনে হতে পারে, তবে পূর্ববর্তী অগ্রগামী ছিলেন। 2022 সালে, অস্ট্রেলিয়ান কোম্পানি কর্টিকাল ল্যাবস একটি থালায় কয়েক হাজার বিচ্ছিন্ন নিউরন শেখান পং খেলতে একটি ভার্চুয়াল পরিবেশের ভিতরে। ডিপ লার্নিং অ্যালগরিদম দ্বারা চালিত সিলিকন চিপগুলির সাথে যুক্ত নিউরনগুলি একটি "সিন্থেটিক জৈবিক বুদ্ধিমত্তা প্ল্যাটফর্মে" যা শেখার প্রাথমিক স্নায়বিক চিহ্নগুলিকে ধারণ করে৷

এখানে, দলটি ধারণাটিকে আরও এক ধাপ এগিয়ে নিয়ে গেছে। যদি বিচ্ছিন্ন নিউরনগুলি ইতিমধ্যেই বায়োকম্পিউটিং এর একটি প্রাথমিক ফর্ম সমর্থন করতে পারে, তাহলে 3D মিনি-মস্তিষ্কের কী হবে?

এক দশক আগে তাদের আত্মপ্রকাশের পর থেকে, মিনি-ব্রেন অটিজমের মতো নিউরোডেভেলপমেন্টাল ডিসঅর্ডার পরীক্ষা করা এবং নতুন ওষুধের চিকিৎসা পরীক্ষা করার জন্য প্রিয় হয়ে উঠেছে। প্রায়শই রোগীর ত্বকের কোষ থেকে উত্থিত হয় - প্ররোচিত প্লুরিপোটেন্ট স্টেম সেল (iPSCs)-এ রূপান্তরিত হয় - অর্গানয়েডগুলি বিশেষত একজন ব্যক্তির জেনেটিক মেকআপের অনুকরণ করার জন্য শক্তিশালী, যার মধ্যে তাদের নিউরাল ওয়্যারিং রয়েছে। অতি সম্প্রতি, মানুষের organoids আংশিক পুনরুদ্ধার তাদের হোস্ট নিউরনের সাথে একীভূত হওয়ার পরে ইঁদুরের দৃষ্টি ক্ষতিগ্রস্ত হয়।

অন্য কথায়, মিনি-মস্তিষ্ক ইতিমধ্যেই একটি প্লাগ-এন্ড-প্লে বায়োকম্পিউটিং সিস্টেমের জন্য ব্লক তৈরি করছে যা সহজেই জৈবিক মস্তিষ্কের সাথে সংযোগ স্থাপন করে। তাহলে কেন একটি কম্পিউটারের জন্য প্রসেসর হিসাবে তাদের লিভারেজ না? "প্রশ্ন হল: আমরা কি এই অর্গানয়েডগুলির কম্পিউটিং ক্ষমতা থেকে শিখতে এবং ব্যবহার করতে পারি?" দল জিজ্ঞাসা.

একটি ভারী ব্লুপ্রিন্ট

গত বছর একদল বায়োকম্পিউটিং বিশেষজ্ঞ একত্রিত হয়েছিলেন প্রথম অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তা কর্মশালা বায়োকম্পিউটার হিসাবে মিনি-মস্তিষ্কের ব্যবহার এবং প্রভাব মোকাবেলা করার জন্য একটি সম্প্রদায় গঠনের প্রচেষ্টায়। "বাল্টিমোর ঘোষণা"-এ একত্রীকৃত অত্যধিক থিম ছিল সহযোগিতা। একটি মিনি-ব্রেন সিস্টেমের জন্য বেশ কয়েকটি উপাদান প্রয়োজন: ইনপুট, প্রসেসর এবং একটি পঠনযোগ্য আউটপুট সনাক্ত করার জন্য ডিভাইস।

নতুন কাগজে, হার্টুং অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তাকে ত্বরান্বিত করার জন্য চারটি ট্র্যাজেক্টোরির কল্পনা করেছে।

প্রথমটি সমালোচনামূলক উপাদানটির উপর ফোকাস করে: মিনি-মস্তিষ্ক। যদিও মস্তিষ্কের কোষগুলি ঘনত্বে ভরপুর যেগুলি শেখার এবং স্মৃতিশক্তিকে সমর্থন করে, অর্গানয়েডগুলি এখনও বৃহৎ স্কেলে সংস্কৃতি করা কঠিন। একটি প্রাথমিক মূল লক্ষ্য, লেখক ব্যাখ্যা করেছেন, স্কেল আপ করা হয়.

মাইক্রোফ্লুইডিক সিস্টেম, যা "নার্সারি" হিসাবে কাজ করে, তাদেরও উন্নতি করতে হবে। এই উচ্চ-প্রযুক্তিগত বুদ্বুদ স্নানগুলি বিষাক্ত বর্জ্য অপসারণ করার সাথে সাথে বেড়ে ওঠা মিনি-ব্রেনকে জীবিত এবং সুস্থ রাখতে পুষ্টি এবং অক্সিজেন সরবরাহ করে, তাদের পরিপক্ক হওয়ার সময় দেয়। একই সিস্টেম নিউরোট্রান্সমিটারগুলিকে পাম্প করতে পারে - অণু যা নিউরনের মধ্যে যোগাযোগ সেতু করে - তাদের বৃদ্ধি এবং আচরণ পরিবর্তন করতে নির্দিষ্ট অঞ্চলে।

তারপর বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে বৃদ্ধির গতিপথ নিরীক্ষণ করতে পারেন। যদিও বেশিরভাগই বর্তমানে 2D সিস্টেমের জন্য তৈরি করা হয়েছে, টিম এবং অন্যরা 3D ইন্টারফেসের সাথে সমতলকরণ করছে বিশেষভাবে অর্গানয়েডের জন্য ডিজাইন করা, EEG (ইলেক্ট্রোয়েন্সফালোগ্রাম) ক্যাপ দ্বারা অনুপ্রাণিত একাধিক ইলেক্ট্রোড গোলাকার আকৃতিতে স্থাপন করা হয়েছে।

তারপর আসে সিগন্যালের ডিকোডিং। দ্বিতীয় ট্র্যাজেক্টোরিটি হল মিনি-ব্রেইনের ভিতরে কখন এবং কোথায় স্নায়বিক কার্যকলাপের পাঠোদ্ধার করা। যখন নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক নিদর্শনগুলির সাথে জ্যাপ করা হয় - উদাহরণস্বরূপ, যেগুলি নিউরনকে পং খেলতে উত্সাহিত করে - তারা কি প্রত্যাশিত ফলাফল দেয়?

এটা আরেকটা কঠিন কাজ; শিক্ষা একাধিক স্তরে নিউরাল সার্কিট পরিবর্তন করে। তাই পরিমাপ কি? দলটি নিউরনে পরিবর্তিত জিনের অভিব্যক্তি এবং কীভাবে তারা নিউরাল নেটওয়ার্কের সাথে সংযোগ স্থাপন করে তা সহ একাধিক স্তরে খনন করার পরামর্শ দেয়।

এখানে AI এবং সহযোগিতা একটি স্প্ল্যাশ করতে পারে। জৈবিক নিউরাল নেটওয়ার্কগুলি কোলাহলপূর্ণ, তাই "লার্নিং" স্পষ্ট হওয়ার আগে একাধিক ট্রায়ালের প্রয়োজন হয় - পালাক্রমে ডেটার প্লাবন তৈরি করে। টিমের কাছে, মিনি-ব্রেন দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত বিভিন্ন ইনপুট কীভাবে আউটপুটে রূপান্তরিত হয় তা বের করার জন্য মেশিন লার্নিং হল নিখুঁত টুল। বড় আকারের নিউরোসায়েন্স প্রকল্পের অনুরূপ যেমন ব্রেইন ইনিশিয়েটিভ, বিজ্ঞানীরা বিশ্বব্যাপী সহযোগিতার জন্য একটি সম্প্রদায়ের কর্মক্ষেত্রে তাদের অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তা গবেষণা ভাগ করতে পারেন।

ট্র্যাজেক্টরি থ্রি ভবিষ্যতে আরও। হাতে দক্ষ এবং দীর্ঘস্থায়ী মিনি-ব্রেন এবং পরিমাপের সরঞ্জামগুলির সাথে, আরও জটিল ইনপুট পরীক্ষা করা এবং জৈবিক প্রসেসরে উদ্দীপনা কীভাবে ফিরে আসে তা দেখা সম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, এটি কি তার গণনাকে আরও দক্ষ করে তোলে? বিভিন্ন ধরনের অর্গানয়েড-বলে, যেগুলি কর্টেক্স এবং রেটিনার সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ-অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তার আরও জটিল রূপ তৈরি করতে পরস্পর সংযুক্ত হতে পারে। এগুলি "অনুভূতিমূলকভাবে বুদ্ধিমত্তার নিউরোকম্পিউটেশনাল তত্ত্বগুলিকে পরীক্ষা, অন্বেষণ এবং আরও বিকাশে সহায়তা করতে পারে," লেখক লিখেছেন।

চাহিদার উপর বুদ্ধিমত্তা?

চতুর্থ ট্র্যাজেক্টোরিটি এমন একটি যা পুরো প্রকল্পটিকে আন্ডারলাইন করে: বায়োকম্পিউটিং-এর জন্য মিনি-ব্রেন ব্যবহার করার নৈতিকতা।

যেহেতু মস্তিষ্কের অর্গানয়েডগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে মস্তিষ্কের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ - তাই তারা করতে পারে সংহত এবং আংশিকভাবে পুনরুদ্ধার একটি ইঁদুরের আহত ভিজ্যুয়াল সিস্টেম - বিজ্ঞানীরা জিজ্ঞাসা করছেন যে তারা এক ধরণের সচেতনতা অর্জন করতে পারে কিনা।

পরিষ্কার হতে, মিনি-মস্তিষ্ক সচেতন যে কোন প্রমাণ নেই. কিন্তু "এই উদ্বেগগুলি অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তার বিকাশের সময় মাউন্ট হবে, কারণ অর্গানয়েডগুলি কাঠামোগতভাবে আরও জটিল হয়ে ওঠে, ইনপুট গ্রহণ করে, আউটপুট তৈরি করে এবং - অন্তত তাত্ত্বিকভাবে - তাদের পরিবেশ সম্পর্কে তথ্য প্রক্রিয়া করে এবং একটি আদিম স্মৃতি তৈরি করে," লেখক বলেছেন। যাইহোক, অর্গানয়েড বুদ্ধিমত্তার লক্ষ্য মানুষের চেতনা পুনরায় তৈরি করা নয় - বরং এটি মস্তিষ্কের গণনামূলক ফাংশন অনুকরণ করা।

মিনি-ব্রেন প্রসেসর কমই একমাত্র নৈতিক উদ্বেগ। আরেকটি হল কোষ দান। যেহেতু মিনি-মস্তিষ্ক তাদের দাতার জেনেটিক মেকআপ ধরে রাখে, তাই নির্বাচনের পক্ষপাতিত্ব এবং স্নায়ুবৈচিত্র্যের সীমাবদ্ধতার সুযোগ রয়েছে।

তারপর অবহিত সম্মতির সমস্যা আছে। ইতিহাসের মতো বিখ্যাত ক্যান্সার সেল লাইন হেলা সেলের সাথে দেখিয়েছে, সেল দান বহু-প্রজন্মের প্রভাব ফেলতে পারে। "কোষ দাতা সম্পর্কে অর্গানয়েড কী প্রদর্শন করে?" লেখক জিজ্ঞাসা. গবেষকরা কি তাদের গবেষণার সময় স্নায়বিক ব্যাধি আবিষ্কার করলে দাতাকে জানানোর বাধ্যবাধকতা থাকবে?

"সত্যিই অপরিচিত অঞ্চল" নেভিগেট করতে, দলটি একটি এমবেডেড নৈতিকতা পদ্ধতির প্রস্তাব করে৷ প্রতিটি ধাপে, জৈবতত্ত্ববিদরা জনগণের মতামত সংগ্রহ করার সময় সম্ভাব্য সমস্যাগুলিকে পুনরাবৃত্তিমূলকভাবে ম্যাপ করতে গবেষণা দলের সাথে সহযোগিতা করবে। কৌশল অন্যান্য বিতর্কিত বিষয় অনুরূপ, যেমন মানুষের মধ্যে জেনেটিক সম্পাদনা.

একটি মিনি-মস্তিষ্ক চালিত কম্পিউটার অনেক বছর দূরে। "যেকোন ধরনের কম্পিউটারের সাথে তুলনীয় কিছু লক্ষ্য অর্জন করতে আমাদের কয়েক দশক সময় লাগবে," বলেছেন হার্টুং। কিন্তু এখনই সময় শুরু করার—প্রোগ্রামটি চালু করা, বিভিন্ন ক্ষেত্র জুড়ে একাধিক প্রযুক্তি একত্রিত করা এবং নৈতিক আলোচনায় জড়িত হওয়া।

"অবশেষে, আমরা জৈবিক কম্পিউটিংয়ে একটি বিপ্লবের দিকে লক্ষ্য রাখি যা সিলিকন-ভিত্তিক কম্পিউটিং এবং এআই-এর অনেক সীমাবদ্ধতা অতিক্রম করতে পারে এবং বিশ্বব্যাপী এর উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে," দলটি বলেছে।

চিত্র ক্রেডিট: জেসি প্লটকিন/জন হপকিন্স বিশ্ববিদ্যালয়

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো এককতা হাব