นักวิจัยเพาะเลี้ยง “สมองจิ๋ว” ใช้เป็นหน่วยประมวลผลคอมพิวเตอร์ชีวภาพ

นักวิทยาศาสตร์จาก ไฟนอลสปาร์ค (FinalSpark) สตาร์ตอัปในสวิตเซอร์แลนด์ กำลังทดลองเพาะเลี้ยงกลุ่มเซลล์สมองมนุษย์ขนาดเล็ก เพื่อใช้เป็นหน่วยประมวลผลคอมพิวเตอร์เบื้องต้น ขับเคลื่อนสิ่งที่เรียกว่า คอมพิวเตอร์ชีวภาพ ภายใต้แขนงวิจัยใหม่ที่เรียกว่า “เวตแวร์” (wetware)

กระบวนการเริ่มต้นจากการจัดซื้อสเต็มเซลล์ (stem cells) หรือเซลล์ต้นกำเนิดจากผิวหนังของผู้บริจาคนิรนาม ซึ่งสามารถพัฒนาเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้ในร่างกาย จากนั้นนักวิจัยจึงเปลี่ยนเซลล์เหล่านี้ให้กลายเป็นเซลล์ประสาท และนำมารวมตัวกันเป็นก้อนจิ๋วขนาดเพียงไม่กี่มิลลิเมตร เรียกว่า ออร์แกนอยด์สมอง (brain organoids) ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับสมองของตัวอ่อนแมลงวันผลไม้

นักวิจัยจะติดตั้ง อิเล็กโทรด เข้ากับออร์แกนอยด์ เพื่อเฝ้าสังเกตสัญญาณไฟฟ้าที่เกิดขึ้นภายใน ซึ่งตามคำอธิบายของนักวิจัยแล้วกระบวนการนี้ เหมือนกำลังแอบฟังบทสนทนาภายในสมอง อีกทั้งยังสามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทด้วยกระแสไฟฟ้าเบา ๆ เพื่อดูการตอบสนอง ซึ่งหากมีสัญญาณเกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้น ก็สามารถตีความได้ในรูปของค่าศูนย์หรือหนึ่ง เช่นเดียวกับการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ใช้ระบบเลขฐานสอง

ปัจจุบันมีมหาวิทยาลัยสิบแห่งทั่วโลก ที่ใช้ออร์แกนอยด์ของ ไฟนอลสปาร์ค (FinalSpark) ในการทดลองต่าง ๆ ในการวิจัย เช่น การนำออร์แกนอยด์ไปควบคุมหุ่นยนต์ขนาดเล็กเพื่อแยกแยะตัวอักษรเบรลล์ หรือใช้เป็นโมเดลสมองมนุษย์เพื่อศึกษาความผิดปกติทางระบบประสาท เช่น ออทิซึม และโรคอัลไซเมอร์ โดยมีเป้าหมายเพื่อค้นหาแนวทางรักษาใหม่ ๆ ในอนาคต

สิ่งที่เกิดขึ้นนี้ คล้ายกันกับผลงานจากสตาร์ทอัพในออสเตรเลีย คอร์ติคอล แลปส์ (Cortical Labs) ที่พัฒนาคอมพิวเตอร์ชีวภาพเชิงพาณิชย์ภายใต้ชื่อ ซีแอลวัน (CL1) โดยเป็นการผสมผสาน นิวรอน (neurons) หรือเซลล์ประสาทที่ได้จากเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ เข้ากับ ซิลิกอน (Silicon) หรือสารกึ่งตัวนำที่มักใช้ทำชิป

โดยเซลล์ประสาทที่จะเติบโตบนชิปซิลิกอน จะมีหน้าที่สัมผัสไฟฟ้าขนาดเล็กเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ดิจิทัล สามารถรับและส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้า ซึ่งจากไอเดียนี้ บริษัทระบุว่าทำให้เกิดปัญญาประดิษฐ์ที่เรียกว่า “ปัญญาประดิษฐ์เชิงชีวภาพ" (Synthetic Biological Intelligence) ซึ่งเรียนรู้และปรับตัวได้เร็วกว่าปัญญาประดิษฐ์ที่ใช้ซิลิกอนทั่วไป และใช้พลังงานน้อยกว่า

สำหรับคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นนี้ จะมีระบบช่วยชีวิตเทียม เพื่อรักษาสภาพของเซลล์ให้แข็งแรง รวมถึงมีปั๊มที่ทำหน้าที่แทนหัวใจ มีแหล่งอาหารภายในตัว มีตัวกรองที่ทำหน้าที่แทนไต มีระบบออกซิเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และระบบจัดการของเสียในตัว โดยบริษัทวางจำหน่ายอุปกรณ์ทั้งหมดนี้ในราคา 35,000 ดอลลาร์สหรัฐ หรือราว 1,140,000 บาท