Принстонские ученые вырастили компьютер из живых нейронов

Исследователи из Принстонского университета разработали трехмерный биоэлектронный компьютер, объединив живые клетки мозга с микроскопической сеткой электродов. В отличие от плоских чипов прошлого, новая система имитирует объемную структуру серого вещества, что позволило ученым обучить биологическую сеть распознавать цифровые сигналы и паттерны данных.

Инженеры Принстона отказались от стандартного выращивания нейронов в плоских слоях. Вместо этого они сконструировали сложный каркас из эпоксидной основы и тончайших проводов, на котором закрепились десятки тысяч живых клеток. За шесть месяцев эксперимента нейроны не только успешно прижились, но и сформировали устойчивые нейронные связи, превратившись в полноценную вычислительную среду. Такая 3D-архитектура позволяет электродам считывать импульсы из самой глубины биологической ткани, обеспечивая беспрецедентную точность управления и стимуляции.

Главным успехом стала демонстрация обучаемости системы. Манипулируя силой сигналов между ключевыми узлами, команда под руководством Кумара Мритунджая заставила биокомпьютер безошибочно различать разные наборы входящих импульсов. Это превращает массив живых клеток в управляемый инструмент, способный обрабатывать информацию подобно цифровому процессору, но на биологическом уровне. Ученые подтвердили, что сеть способна распознавать повторяющиеся паттерны, что является базой для любых сложных вычислений.

Помимо фундаментальной науки, проект нацелен на решение проблемы колоссального энергопотребления в сфере искусственного интеллекта. Ассистент профессора Тянь-Мин Фу подчеркивает, что человеческий мозг расходует в миллион раз меньше энергии, чем современные серверные системы при выполнении сопоставимых задач. Масштабирование технологии обещает появление компьютеров нового типа, работающих на принципах живой природы. Подобные разработки способны радикально изменить подход к лечению тяжелых неврологических заболеваний и проектированию энергоэффективных нейроморфных чипов.