Nyomtatással előállított mesterséges neuronnal manipulált egy svéd kutatócsoport növényt. A kísérleti alany egy vénusz légycsapója (rendszertani nevén Dionaea muscipula) nevű kis húsevő – szakszerűbben: légyemésztő – növény volt, de a cél itt is ugyanaz, mint Elon Musk ambiciózus projektjében, a Neuralink esetében. A svéd Linköping Egyetemen kutatócsapatát szintén egy hatékony agy-gép interfész létrehozásának lehetősége izgatja, írta beszámolójában a Cosmos című tudományos lap.

Először is anyagkutatási probléma

Musk hajlamos nagyot mondani, hogy hol tart a Neuralink a fejlesztésben, de jóval valószínűbb, hogy valahol az alapoknál, ahogy mindenki más is. Jelenleg ugyanis még az is probléma, hogy egy ilyen interfész milyen anyagból készüljön.

A szilíciumalapú áramkörök és eszközök túl bonyolultak, rossz a biokompatibilitásuk, ráadásul az agyhoz képes rettenetesen alacsony az energiahatékonyságuk. A svéd kutatás vezetője, Simone Fabiano szerint az agy a legfejlettebb számítógép, amit valaha is készítettek: a hatalmas memória gyors feldolgozási képességgel és döntéshozatallal, valamint páratlan energiahatékonysággal párosul. Hiába tud egy szuperszámítógép gyorsan számolni, kell mellé egy kisebb méretű erőmű is, ami biztosítja a számítási kapacitáshoz szükséges energiát.

A kutatócsoport ezért első lépésben azzal foglalkozott, hogy létrehozzon egy olyan mesterséges neuront, amely megközelíti a természet hatékonyságát. A neuronok elektromos impulzusok segítségével működnek (miközben mindenféle elektrokémiai folyamatok játszódnak le a sejteken belül és kívül). Ezt próbálta leképezni a kutatócsapat is: olyan mesterséges neuront terveztek, amely szerves elektrokémiai tranzisztoron keresztül vezérelhető. Lényegében szintén elektromos impulzusokkal és az azok generálta elektrokémiai folyamatokkal lehet vezérelni, mint a biológiai neuronokat.

A kutatók állítása szerint a legfontosabb célokat elérték: a szilíciumalapú neuronhoz képest könnyebben és olcsóbban előállítható, valamint jóval energiahatékonyabb mesterséges neuronjukat közvetlenül össze lehet kapcsolni a biológiai neuronokkal.

A gyakorlati megvalósításhoz a kutatók a vénusz légycsapója nevű növényt használták. A növény a leveleivel ejt foglyul rovarokat, melyeket aztán megemészt. A levelek akkor záródnak össze, ha felületükön lévő érzékeny szőrszálakat rövid időn belül (körülbelül 30 másodpercen belül) kétszer is stimulálják (ez a stimulálás a sejtekben ionok felszabadulásához és mozgásválaszhoz vezet).
 

A kutatók lényegében ezt a mechanizmust utánozták le. Ha a mesterséges neuront nagy bemeneti árammal stimulálták, a növényt levelei becsukódtak, ha csak alacsony bemeneti árammal stimulálták, nyitva maradtak.

Ez lenne a kulcs?

Bár a növény kontrollált irányítása is jelentős eredmény, az aktuális Doktor Frankenstein Egyesület sokkal fontosabbnak tartja, hogy egy új és hatékony anyagot találtak a mesterséges eszközök és a biológiai rendszerek összekapcsolásához. A neuronok a szinapszisokkal agyunk építőkövei. Ha ezt a rendszert akár csak részben is képesek lennénk mesterséges anyagokból reprodukálni, az óriási lendületet adna a mesterséges intelligenciához köthető technológiák fejlesztésének, véli Fabiano.

A mostani eredmények közelebb hozhatják a beültethető orvosi eszközök, az agy-gép interfészek vagy az intelligens lágy robotok (olyan, a szerves anyagokhoz hasonló anyagokból felépülő konstrukciók, melyek intuitív és érzékeny módon képesek reagálni a környezeti hatásokra) korszakát.

Bár a svéd csapat eredményei ígéretesek, azt a kutatásvezető is elismerte: hosszú évek kutatásaira lesz szükség, amíg elérjük agyunk hatékonyságát.