Een Australische startup, Cortical Labs, heeft een doorbraak bereikt in biologisch computergebruik en heeft het eerste systeem gecreëerd dat code kan uitvoeren op levende menselijke neuronen. Deze innovatie komt omdat de wereldwijde vraag naar datacenters – gevoed door kunstmatige intelligentie (AI) – enorm stijgt en onderzoekers zoeken naar efficiëntere en aanpasbare computeroplossingen. Het CL1-systeem van het bedrijf integreert in het laboratorium gekweekte neuronen met siliciumhardware, waardoor deuren worden geopend voor toepassingen in de neurowetenschappen, ziektemodellering, robotica en AI zelf.
Hoe het werkt: de brug tussen biologie en silicium
De CL1 werkt door neuronen uit stamcellen te laten groeien en deze op microchips te plaatsen die zijn uitgerust met elektroden. Deze elektroden sturen elektrische signalen naar de neuronen en interpreteren hun reacties, waardoor de cellen effectief in een biologische processor veranderen. Hoewel dit systeem nog steeds gebruik maakt van siliciumchips, verschilt het fundamenteel van traditionele computers doordat het gebruik maakt van ‘wetware’: levende celculturen die in stand worden gehouden door voedingsrijke vloeistoffen. Cortical Labs heeft al 120 van dergelijke eenheden ingezet in een klein datacenter in Melbourne, Australië.
Het belangrijkste verschil is niet simpelweg het hebben van neuronen in een laboratorium (wat al eerder is gedaan), maar het standaardiseren van het proces. Het bedrijf beweert de insteltijd te hebben teruggebracht van maanden of jaren gespecialiseerd laboratoriumwerk tot slechts enkele uren of dagen, waardoor biologisch computergebruik veel toegankelijker wordt.
Waarom dit belangrijk is: efficiëntie en aanpassingsvermogen
De menselijke biologie biedt unieke voordelen ten opzichte van silicium. Neuronen zijn uitzonderlijk energiezuinig en vereisen veel minder gegevens om te leren in vergelijking met conventionele machine learning. Zoals Brett J. Kagan, hoofd wetenschappelijk onderzoek van Cortical Labs, opmerkt: “De biologie is ongelooflijk energie-efficiënt… [mensen] hebben geen enorme hoeveelheden gegevens nodig.” Het systeem vertoont ook aanpassingsvermogen en kan effectiever omgaan met onzekerheid en informatie met veel ruis dan rigide siliciumsystemen.
Naast efficiëntie maakt het gebruik van van mensen afkomstige cellen gepersonaliseerd onderzoek mogelijk. De neuronen, gekweekt uit donormonsters, kunnen specifieke genetische eigenschappen weerspiegelen, waardoor wetenschappers de cellulaire reacties op behandelingen in een gecontroleerde omgeving kunnen bestuderen. Kagan erkent echter dat traditionele siliciumchips superieur blijven wat betreft nauwkeurige, snelle wiskundige berekeningen.
De toekomst van computers: hybride systemen
De langetermijnvisie is niet om silicium te vervangen, maar om het te integreren met biologische componenten. De vooruitgang in de huidige AI-systemen stuit op praktische grenzen en vereist steeds meer gegevens en verwerkingskracht. Een hybride aanpak zou mogelijkheden kunnen ontsluiten die noch de biologie, noch silicium alleen kunnen verwezenlijken.
Dit perspectief wordt gedeeld door sommige deskundigen, die het potentieel van biologische systemen erkennen, maar de huidige beperkingen in twijfel trekken. Alysson R. Muotri, directeur van het Sanford Stem Cell Education Center, merkt op dat platte neuronennetwerken misschien geen significante voordelen bieden ten opzichte van silicium, maar complexere, driedimensionale structuren (organoïden) zouden een grotere belofte kunnen inhouden.
Ethische implicaties: bewustzijn en toezicht
De integratie van menselijke cellen in computers roept ethische vragen op. Hoewel eenvoudigere neuronennetwerken misschien geen onmiddellijke risico’s met zich meebrengen, kunnen complexere hersenachtige structuren mogelijk een vorm van bewustzijn genereren, waardoor discussie over morele grenzen ontstaat. Muotri suggereert dat dit nieuwe regelgeving en toezicht nodig kan maken naarmate de technologie volwassener wordt.
Cortical Labs stelt dat zijn aanpak ethische voordelen kan bieden, dierproeven kan verminderen en meer controle over biologische systemen kan bieden. De medeoprichter van het bedrijf is van mening dat het benutten van alle beschikbare tools de sleutel is tot optimale resultaten.
De toekomst van computers is wanneer we alle beschikbare tools kunnen inzetten om het beste resultaat te behalen.
De opkomst van ‘wetware’-computing markeert een cruciale verschuiving in de manier waarop we berekeningen benaderen, waarbij de precisie van silicium wordt gecombineerd met het aanpassingsvermogen en de efficiëntie van levende biologie.
