Agysejtek mint az áramkör szerves részei

Agysejteket illesztettek szilíciumcsipre német tudósok, ezzel a világon elsőként hoztak létre félig élő, félig elektronikus áramkört. Az áttörés, mely közel hozza a valósághoz a tudományos-fantasztikus novellák és filmek félig élő, félig gép számítógépeit, forradalmasíthatja a számítástechnikát. Olyan robotok kialakítását hozhatja magával, melyeket már valóban intelligensnek nevezhetünk. A részben élő elektronikus áramkört a németországi Max Planck Intézet kutatói úgy hozták létre, hogy egy csiga idegdúcának sejtjeit tranzisztorokra ültették, majd kísérletükben bebizonyították, hogy az idegsejtek egymással és a tranzisztorokkal is kommunikáltak. A kutatás eredménye jelentős előrelépésnek számít, ugyanis alkalmazása nem csak mesterséges, félig élő, félig gép, tanulni is képes agyak kifejlesztésének alapját teremti meg, hanem például a központi idegrendszerhez, tehát voltaképpen az emberi agyhoz szervesen csatlakozó művégtagok megalkotását is közelebb hozza a megvalósuláshoz. A tudósok igazi célja azonban az, hogy kombinálják az elektronikus áramkörök előnyeit az emberi agy egyedülálló komplexitásával és intelligenciájával.

Az élő és a gép összekapcsolása már régóta alapvető építőeleme a tudományos-fantasztikus filmeknek és könyveknek. Most a legújabb kutatási eredmények révén külön tudománnyá nőheti ki magát. Bár elképzelni nagyon könynyű az ilyen élő gép teremtményeket, valójában a dolog rendkívüli nehézségekkel jár, hiszen az élő szöveteket nem elég csatlakoztatni az áramkörhoz, de még életben is kell tartani, ráadásul az élő agyszövet és idegrendszer teljesen más felépítésű, mint bármelyik csip.

A legnagyobb kihívás mindeddig az volt, hogy a technológia és a biológia közötti kapcsolatot megteremtsék. Az agy idegsejtjei megtalálják egymást, kapcsolatot építenek ki egymással és komplex vegyi jelátvitellel kommunikálni kezdenek, nagyrészt környezeti hatások által vezetve. Ha egy ilyen idegi hálózatról leválasztunk néhány neuront, más idegsejtek veszik át azok funkcióját. Ma még senki nem tudja, hogy az agy hogyan képes megtanulni ezt az alkalmazkodó képességet. Az elektronikus chipek teljesen máshogy működnek, hiszen specifikus feladatokat végeznek el nagy pontossággal és sebességgel, és egy adott területük mindössze egyetlen funkcióval rendelkezik. Korlátozottan képesek válaszolni a környezet és a feladat megváltozására, és nem tudnak alkalmazkodni a megváltozott körülményekhez.

A német kutatók mikropipetták segítségével egyesével emeltek ki neuronokat egy csiga idegdúcából, majd ráültették azokat egy olyan áramkörre, amelynek felületét egy speciális ragasztóval kezelték. A kutatók elmondása szerint azért a csiga idegsejtjeire esett a választás, mert azok valamivel nagyobbak, mint az ember vagy a patkány idegsejtjei, így manipulálni is könnyebb őket. Az első sikerek után a csoport máris nekilátott, hogy még több idegsejt és még több tranzisztor felhasználásával készítsen áramkört. A kihívás abban rejlik, hogy meg kell határozni, a neuron szinapszisa, vagyis csatlakozási végpontja hol kapcsolódik pontosan a tranzisztorhoz, valamint olyan technikát kell kidolgozni, amellyel megbízhatóan lehet nagyobb áramköröket előállítani. A kutatók tervezik, hogy létrehoznak egy olyan komplex rendszert, amelyben 15 000 neuronból és tranzisztorból készült egység dolgozik majd. Remélik, hogy ahogyan egyre nagyobb mennyiségű neuront használnak, úgy a rendszerben zajló folyamatok hasonlítani kezdenek az agyban tapasztalhatóakhoz, és így többet megtudhatnak az agy működéséről is. A félig ember, félig robot kiborgok azonban egyelőre maradnak a mozivásznon, a német kutatók felfedezése ugyanis mindössze tapogatózásnak nevezhető. (i-t)