Микропроцессор на органоидах человеческого мозга

24.05.2024

Современные достижения в области биотехнологий открывают новые горизонты для создания энергоэффективных вычислительных устройств. Швейцарский стартап FinalSpark недавно представил миру уникальную нейроплатформу, предоставляющую удаленный доступ к биопроцессорам, созданным на базе органоидов человеческого мозга. Эта инновация обещает радикально изменить представления о компьютерных технологиях и их влиянии на окружающую среду.

FinalSpark разработал первую в мире онлайн-платформу, которая использует 16 органоидов мозга в качестве биопроцессоров. Нейроплатформа FinalSpark позволяет проводить сложные вычисления с минимальным энергопотреблением. Исследования показывают, что такие биопроцессоры потребляют в миллион раз меньше энергии по сравнению с традиционными кремниевыми микросхемами, что значительно снижает экологический след вычислительных устройств.

Для обучения языковой модели искусственного интеллекта, такой как GPT-3, требуется около 10 ГВтч энергии. Это в 6000 раз больше, чем среднестатистический европеец потребляет за год. Внедрение биопроцессоров может существенно снизить эти расходы, открывая путь к более устойчивым и экономичным вычислительным решениям.

Основой работы нейроплатформы является архитектура, известная как wetware, которая объединяет аппаратное обеспечение, программное обеспечение и биологические компоненты. Ключевым элементом являются многоэлектродные матрицы (MEA), содержащие живую ткань мозга. Каждая MEA включает четыре органоида, соединенные восемью электродами, которые используются для стимуляции и записи нейронной активности. Эти данные передаются через цифро-аналоговые преобразователи с высокой частотой и разрешением, обеспечивая точность и надежность работы системы.

Для поддержания жизнедеятельности органоидов используется микрофлюидная система, а контроль за их состоянием осуществляется с помощью камер. Программное обеспечение нейроплатформы обеспечивает ведение и считывание данных, поддерживая эффективную работу всей системы. FinalSpark уже предоставил доступ к своей платформе девяти научным учреждениям, что способствует развитию исследований и новых методов обработки данных на основе биопроцессоров. Более тридцати университетов также проявили интерес к сотрудничеству с компанией.

Срок жизни органоидов, используемых в биопроцессорах, составляет около 100 дней, что значительно меньше, чем у традиционных кремниевых микросхем. Однако для экспериментальных целей этого достаточно, и ученые продолжают работать над продлением жизнеспособности нейронных структур. Изначально органоиды функционировали всего несколько дней, но современные технологии позволили значительно увеличить этот срок.

Разработка биопроцессоров на основе органоидов мозга открывает новые перспективы для создания энергоэффективных и экологически чистых вычислительных систем. Сотрудничество FinalSpark с научными учреждениями способствует ускорению исследований в этой области, приближая нас к созданию первых в мире живых процессоров. Эти достижения обещают внести значительный вклад в развитие технологий и их устойчивое использование.

<< Назад: Электрическая ложка подсолит еду 24.05.2024

>> Вперед: Четвертый сигнал светофора 23.05.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Энергосбережение по способу фламинго 03.06.2017 Ян-Хуи Чан (Young-Hui Chang) и Лена Тин (Lena H. Ting), биологи из Технологического университета Джорджии и Университета Эмори (США), показывает, что на поддержание своего тела на одной ноге фламинго (Phoenicopteridae) требуется минимальное физическое усилие. Только это и позволяет розовым птицам проводить на одной ноге не только длинный день, но и не менее длинную ночь. "Для начала мы показали, что умершие фламинго могут продолжать стоять, пассивно поддерживая вес своего тела вообще без усилия мышц", - объяснили авторы работы. Интересно, что на двух ногах мертвые птицы стоять не могут - для такой позиции все-таки требуется мышечное усилие. Затем исследователи взялись за изучение живых птиц. Они поместили фламинго на сверхчувствительную платформу, способную улавливать малейшее нарушение баланса. Им удалось показать таким образом, что мельчайшие мышечные движения птиц позволяли им удерживать баланс, в то время как тело слегка раскачивалось. Пока фламинго бодрствовали, кормились, эти движения тела были довольно сильными, но как только они засыпали, раскачивание уменьшалось в семь раз. Происходило это именно тогда, когда птицы стояли на одной ноге. Таким образом, фламинго занимают во сне предельно устойчивую позицию. Исследователи специально не замеряли количество потраченной птицами энергии на соблюдение баланса при стоянии на одной ноге, но все данные указывают на то, что такая позиция требует значительно меньшего объема энергозатрат.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026