První bioprocesor na světě využívá 16 organoidů lidského mozku a spotřebovává „milionkrát méně energie“ než digitální čip

Švýcarský startup tvrdí, že jeho platforma Neuroplatform je první v oblasti biocomputingu. Švýcarský biocomputingový startup spustil online platformu, která umožňuje vzdálený přístup k 16 lidským mozkovým organoidům.

FinalSpark tvrdí, že jeho platforma Neuroplatform je první online platformou na světě, která poskytuje přístup k biologickým neuronům in vitro. Bioprocesory, jako je tento, navíc „spotřebovávají milionkrát méně energie než tradiční digitální procesory“, tvrdí společnost.

FinalSpark tvrdí, že její Neuroplatform je schopna se učit a zpracovávat informace a díky nízké spotřebě energie by mohla snížit dopady výpočetní techniky na životní prostředí. V nedávné výzkumné zprávě o svém vývoji FinalSpakr tvrdí, že trénink jednoho LLM, jako je GPT-3, vyžadoval přibližně 10 GWh, což je asi 6 000krát větší spotřeba energie, než průměrný evropský občan spotřebuje za celý rok. Takové výdaje na energii by se po úspěšném nasazení bioprocesorů mohly masivně snížit.

Fungování Neuroplatformy v současné době závisí na architektuře, kterou lze klasifikovat jako wetware: kombinace hardwaru, softwaru a biologie. Hlavní inovace, kterou platforma Neuroplatform přináší, spočívá v použití čtyř víceelektrodových soustav (Multi-Electrode Arrays, MEA), v nichž jsou umístěny živé tkáně – organoidy, což jsou 3D buněčné masy mozkové tkáně.

Každá MEA obsahuje čtyři organoidy propojené osmi elektrodami, které se používají ke stimulaci i záznamu. Data se přenášejí přes digitální analogové převodníky (řídicí jednotka Intan RHS 32) se vzorkovací frekvencí 30 kHz a rozlišením 16 bitů. Tyto klíčové architektonické prvky jsou podpořeny mikrofluidním systémem podpory života pro MEA a monitorovacími kamerami. V neposlední řadě softwarový zásobník umožňuje výzkumníkům zadávat datové proměnné a následně číst a interpretovat výstupy procesoru.

Společnost FinalSpark poskytla přístup ke své vzdálené výpočetní platformě devíti institucím, aby pomohla podpořit výzkum a vývoj v oblasti bioprocesingu. Doufá, že díky spolupráci těchto institucí se jí podaří vytvořit první živý procesor na světě. O přístup k platformě Neuroplatform mají zájem již tři desítky univerzit. Pro přístup k Neuroplatformě jsou vzdělávací instituce požádány o předplatné ve výši 500 dolarů za každého uživatele.

Organoidy biologických procesorů „žijí“ přibližně 100 dní

Křemíkové čipy vydrží roky, někdy i desetiletí. Neuronální struktury, které tvoří bioprocesory, mají údajně také dlouhou životnost, ale jsou „vhodné pouze pro experimenty, které trvají několik měsíců“, uvádí FinalSpark. Původně měly MEA firmy vydržet jen několik hodin, ale díky zdokonalení systému se v současnosti očekává životnost organoidu kolem 100 dní.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: bgr.com, interestingengineering.com