Teknologia digitala biologiatik, DNAtik eta garunetik apur bat hurbilago dago

Elon Musk-ek ziurtatzen du etorkizun hurbilean jendeak garun-ordenagailu interfaze osoa sortzeko gai izango dela. Bitartean, noizean behin, animaliekin egindako esperimentuen berri izaten dugu, lehen txerriekin, eta berriki tximinoekin. Musk-ek bere bidea lortuko duela eta pertsona baten buruan komunikazio-terminal bat ezartzeko gai izateak liluratzen ditu batzuk, beste batzuk ikaratzen ditu.

Ez da berria lantzen bakarrik Musk. Erresuma Batuko, Suitzako, Alemaniako eta Italiako zientzialariek konbinatu duten proiektu baten emaitzak jakinarazi berri dituzte neurona artifizialak naturalekin (1). Hori guztia Internet bidez egiten da, eta horri esker neurona biologikoak eta "siliziozkoak" elkarren artean komunika daitezke. Esperimentuan arratoietan neuronak hazten ziren, eta gero seinaleztapenerako erabiltzen ziren. Taldeburua Stefano Vassanelli jakinarazi zuten zientzialariek lehen aldiz txip batean jarritako neurona artifizialak biologikoekin zuzenean konektatu daitezkeela frogatzea lortu zutela.

Ikertzaileek aprobetxatu nahi dute neurona-sare artifizialak kaltetutako garuneko eremuen funtzionamendu egokia berreskuratzea. Inplante berezi batean ezarri ondoren, neuronek garunaren baldintza naturaletara egokituko den protesi moduko baten moduan jokatuko dute. Proiektuari berari buruzko informazio gehiago irakur dezakezu Txosten zientifikoko artikulu batean.

Facebookek zure garunean sartu nahi du

Halako teknologia berrien beldur direnek arrazoia izan dezakete, batez ere entzuten dugunean, adibidez, gure garunaren “edukia” aukeratu nahiko genukeela. Chan Zuckerberg BioHub Facebook-ek babestutako ikerketa zentroak 2019ko urrian egindako ekitaldi batean, sagua eta teklatua ordezkatuko dituzten garunak kontrolatutako eskuko gailuen itxaropenez hitz egin zuen. "Helburua zure pentsamenduekin errealitate birtualean edo areagotuan objektuak kontrolatu ahal izatea da", esan zuen Zuckerbergek, CNBCk aipatuta. Facebookek CTRL-labs erosi zuen, garunaren eta ordenagailuaren interfaze sistemak garatzen dituen startup bat, ia mila milioi dolarren truke.

Garun-ordenagailu interfazeari buruzko lana Facebook F8 konferentzian iragarri zen lehen aldiz 2017an. Konpainiaren epe luzerako planaren arabera, egun batean gailu eramangarri ez inbaditzaileak erabiltzaileei aukera emango die. idatzi hitzak pentsatuz bakarrik. Baina teknologia mota hau oso hasierako fasean dago oraindik, batez ere ukimenezko interfaze ez-inbaditzaileez ari garelako. «Geunean gertatzen ari dena jarduera motorra itzultzeko duten gaitasuna mugatua da. Aukera handietarako, zerbait ezarri behar da», esan zuen Zuckerbergek aipatutako bileran.

Jendeak bere buruari "zerbait inplantatzeko" baimenduko al die bere gosea neurrigabeagatik ezaguna den jendearekin harremanetan jartzeko facebookeko datu pribatuak? (2) Beharbada horrelako pertsonak aurkituko dira, batez ere irakurri nahi ez dituzten artikuluen mozketak eskaintzen dizkienean. 2020ko abenduan, Facebookek langileei esan zien tresna bat lantzen ari zela informazioa laburtzeko, erabiltzaileek irakurri behar izan ez dezaten. Bilera berean, giza pentsamenduak detektatzeko eta horiek ekintzetara itzultzeko sentsore neuronal baten plan gehiago aurkeztu zituen webgunean.

2. Facebook-en garuna eta interfazeak

Zerez eginda daude garun-eraginkortasuna duten ordenagailuak?

Proiektu hauek ez dira sortuko diren ahalegin bakarrak. Mundu hauen konexio hutsa ez da bilatzen den helburu bakarra. Badira, adibidez. ingeniaritza neuromorfikoa, makinen gaitasunak birsortzera zuzendutako joera giza garuna, adibidez, bere eraginkortasun energetikoari dagokionez.

Aurreikuspenen arabera, 2040. urterako, mundu mailako energia-baliabideek ezin izango dituzte gure informatika-beharrak asetzeko silizio-teknologiei eusten badiegu. Horregatik, premiazkoa da datuak azkarrago prozesatu ditzaketen sistema berriak garatzea eta, batez ere, energia eraginkorragoan. Zientzialariek aspalditik dakite mimetismo-teknikak izan daitezkeela helburu hori lortzeko bide bat. giza garuna.

W siliziozko ordenagailuak objektu fisiko ezberdinek funtzio desberdinak betetzen dituzte, eta horrek prozesatzeko denbora handitzen du eta bero-galera handiak eragiten ditu. Aitzitik, garuneko neuronek aldi berean sare zabal baten bidez informazioa bidali eta jaso dezakete gure ordenagailu aurreratuenen tentsioaren hamar aldiz.

Garunaren abantaila nagusia siliziozkoen aldean datuak paraleloan prozesatzeko gaitasuna da. Neurona bakoitza beste milaka batzuekin konektatuta dago, eta denek datuen sarrera eta irteera gisa joka dezakete. Informazioa gorde eta prozesatu ahal izateko, guk egiten dugun bezala, beharrezkoa da eroapen-egoera batetik ezusteko egoera batera azkar eta arin pasa daitezkeen material fisikoak garatzea, neuronekin gertatzen den bezala. 

Duela hilabete batzuk Matter aldizkarian horrelako propietateak dituen material baten azterketari buruzko artikulu bat argitaratu zen. Texas A&M Unibertsitateko zientzialariek β'-CuXV2O5 sinbolo konposatutik nanohariak sortu dituzte, tenperatura, tentsio eta korronte aldaketei erantzuteko kondukzio-egoeren artean oszilatzeko gaitasuna erakusten dutenak.

Hurbilduz aztertuta, gaitasun hori β'-CuxV2O5 zehar kobre-ioien mugimenduari zor zaiola aurkitu zen, eta horrek eragiten du. elektroien mugimendua eta materialaren propietate eroaleak aldatzen ditu. Fenomeno hori kontrolatzeko, β'-CuxV2O5-en bulkada elektriko bat sortzen da, neurona biologikoek elkarri seinaleak bidaltzean gertatzen denaren oso antzekoa. Gure garunak zenbait neurona jaurtiz funtzionatzen du funtsezko uneetan sekuentzia berezi batean. Gertaera neuronalen sekuentzia batek informazioa prozesatzea dakar, dela oroitzapen bat gogoratzea dela jarduera fisiko bat egitea. β'-CuxV2O5-ekin eskemak berdin funtzionatuko du.

Disko gogorra DNAn

Beste ikerketa arlo bat biologian oinarritutako ikerketa da. datuak gordetzeko metodoak. MTn ere askotan deskribatu dugun ideietako bat honako hau da. datuak DNAn gordetzea, biltegiratze euskarri itxaropentsu, oso trinko eta egonkortzat hartzen da (3). Besteak beste, zelula bizien genometan datuak gordetzeko aukera ematen duten irtenbideak daude.

2025erako, ia bostehun exabyte datu sortuko direla kalkulatzen da mundu osoan. Horiek biltegiratzea oso erraza izan daiteke erabiltzea. siliziozko teknologia tradizionala. DNAn informazio dentsitatea potentzialki milioika aldiz handiagoa da ohiko disko gogorrena baino. ADN gramo batek 215 milioi gigabyte izan ditzakeela kalkulatzen da. Gainera, oso egonkorra da behar bezala gordetzen denean. 2017an, duela 700 urte bizi zen desagertutako zaldi espezie baten genoma osoa atera zuten zientzialariek, eta iaz, duela milioi bat urte bizi zen mamut baten DNA irakurri zuten.

Zailtasun nagusia bide bat aurkitzea da konposatu mundu digitala i geneen mundu biokimikoarekin datuak. Gaur egun buruz ari da DNAren sintesia laborategian, eta kostuak azkar jaisten ari diren arren, lan zaila eta garestia da oraindik. Sintetizatu ondoren, sekuentziak arretaz gorde behar dira in vitro berrerabiltzeko prest dauden arte edo CRISPR geneak editatzeko teknologia erabiliz zelula bizietan sartu arte.

Columbia Unibertsitateko ikertzaileek zuzeneko bihurketa ahalbidetzen duten ikuspegi berri bat frogatu dute seinale elektroniko digitalak zelula bizien genometan gordetako datu genetikoetara. "Imaginatu denbora errealean konputatu eta fisikoki birkonfiguratu dezaketen disko gogorrak", esan zuen Harris Wang-ek, Singularity Hub taldeko kideetako batek. "Uste dugu lehen urratsa datu bitarrak zuzenean kodetu ahal izatea zeluletan in vitro DNA sintesi beharrik gabe".

Lana CRISPR-en oinarritutako zelula-grabagailu batean oinarritzen da, zeina Van aldez aurretik E. coli bakterioentzat garatua, zeinak zelula barruan zenbait DNA sekuentziaren presentzia detektatzen du eta seinale hori organismoaren genoman erregistratzen du. Sistemak DNAn oinarritutako "sentsore-modulu" bat du, zeina seinale biologiko batzuei erantzuten diena. Wang eta bere lankideek sentsore-modulua beste talde batek garatutako biosentsore batekin lan egiteko egokitu zuten, zeinak seinale elektrikoei erantzuten dien. Azken finean, horrek ahalbidetu zien ikerlariei bakterioen genomako informazio digitalaren zuzeneko kodeketa. Zelula batek gorde dezakeen datu kopurua nahiko txikia da, hiru bit baino ez.

Beraz, zientzialariek 24 biteko datu ezberdinekin 3 bakterio-populazio ezberdin kodetzeko modu bat aurkitu zuten aldi berean, guztira 72 biteko. "Kaixo mundua!" mezuak kodetzeko erabili zuten. bakterioetan. eta erakutsi zuen biztanleria bildua ordenatuz eta bereziki diseinatutako sailkatzaile bat erabiliz, mezua ehuneko 98ko zehaztasunarekin irakur zezaketela. 

Jakina, 72 bit urrun dago gaitasunetik. biltegiratze masibo disko gogor modernoak. Hala ere, zientzialariek uste dute irtenbidea azkar eskala daitekeela. Datuak gelaxketan gordetzea zientzialarien arabera, beste metodo batzuk baino askoz merkeagoa da geneetan kodetzeaDNA artifizialaren sintesi korapilatsutik pasatu beharrean zelula gehiago hazi ditzakezulako. Zelulek DNA ingurumenaren kalteetatik babesteko gaitasun naturala ere badute. Hori frogatu zuten esterilizatu gabeko lurzoruari E. coli zelulak gehituz eta, ondoren, haietatik 52 biteko mezu osoa modu fidagarrian ateraz, lurzoruarekin lotutako mikrobio-komunitatea sekuentziatuz. Zientzialariak ere zelulen DNA diseinatzen hasi dira, eragiketa logikoak eta memoria eragiketak egin ditzaten.

4. Singularitate transhumanistaren eboluzioaren hurrengo etapa gisa ikuskatzea

integrazioa informatika teknikaria i telekomunikazioak oso lotuta dago beste futuristek iragartzen duten “singulartasun” transhumanistaren nozioekin (4). Garun-makina interfazeak, neurona sintetikoak, datu genomikoen biltegiratzea - ​​hori guztia norabide honetan garatu daiteke. Arazo bakarra dago: ikerketaren hasierako fasean dauden metodo eta esperimentu guztiak dira. Beraz, etorkizun honen beldur direnek bakean atseden hartu beharko lukete, eta giza-makinen integrazioaren zaleak lasaitu behar dira.