'बायोकंप्यूटर' क्या हैं और वे हमें मानव मस्तिष्क के बारे में क्या बता सकते हैं?
- जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी (JHU) के वैज्ञानिकों ने हाल ही में "ऑर्गनॉइड इंटेलिजेंस (OI)" नामक अनुसंधान के एक संभावित क्रांतिकारी नए क्षेत्र के लिए एक योजना की रूपरेखा तैयार की, जिसका उद्देश्य "बायोकंप्यूटर" बनाना है।
बायो-कंप्यूटर प्रौद्योगिकी का आधार ?
- परंपरागत रूप से, शोधकर्ताओं ने विभिन्न मानव तंत्रिका संबंधी विकारों की जांच के लिए चूहे के दिमाग का इस्तेमाल किया है।
- हालांकि, कृन्तकों और मनुष्यों की संरचना, कार्य और संज्ञानात्मक क्षमताओं में कई अंतर हैं।
- मनुष्यों के लिए अधिक प्रासंगिक प्रणालियों को विकसित करने की खोज में, वैज्ञानिक प्रयोगशाला में मस्तिष्क के ऊतकों की 3D संवर्धनों का निर्माण कर रहे हैं, जिन्हें ब्रेन ऑर्गेनॉइड भी कहा जाता है।
- मानव स्टेम सेल का उपयोग करके बनाए गए इन मिनी-दिमाग की कुछ सीमाएँ हैं -
- कोई इनपुट संवेदी इनपुट (स्पर्श, गंध, दृष्टि, आदि)/आउटपुट कनेक्शन नहीं
- ब्लड सर्कुलेशन नहीं होना
- जब चूहे में डाला जाता है तो अलग-अलग व्यवहार व्याख्या दिखाता है
नया 'बायो-कंप्यूटर' क्या है?
- JHU शोधकर्ताओं की योजना "बायो-कंप्यूटर" बनाने के लिए आधुनिक कंप्यूटिंग विधियों (मशीन लर्निंग) के साथ ब्रेन ऑर्गेनोइड्स (मस्तिष्क से ईईजी रीडिंग लेने के लिए उपयोग किए जाने वाले कई इलेक्ट्रोड के समान) को जोड़ती है।
- प्रयोगशाला में विकसित इन मस्तिष्क संवर्धनों (ऑर्गेनोइड्स) को जटिल अंग में विकसित करने के लिए वास्तविक दुनिया के सेंसर और इनपुट/आउटपुट डिवाइस से जोड़ा जाता है।
- वैज्ञानिक माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी के शीर्ष पर मानव न्यूरॉन्स विकसित करने में सक्षम थे जो इन न्यूरॉन्स को रिकॉर्ड और उत्तेजित कर सकते थे।
'बायो-कंप्यूटर' के लिए क्या अवसर हैं?
- जबकि मानव दिमाग कंप्यूटर की तुलना में धीमा है (जैसे, साधारण अंकगणित), वे जटिल सूचनाओं को संसाधित करने में मशीनों को मात देते हैं।
- मस्तिष्क संरचना, कनेक्शन, और 'स्वस्थ' और 'रोगी-व्युत्पन्न' ऑर्गेनॉइड के बीच सिग्नलिंग पर डेटा की तुलना मानव अनुभूति, सीखने और स्मृति के जैविक आधार को प्रकट कर सकती है।
- वे पार्किंसंस रोग जैसे विनाशकारी न्यूरोडेवलपमेंटल और अपक्षयी रोगों के लिए विकृति विज्ञान और दवा के विकास को डिकोड करने में भी मदद कर सकते हैं।
क्या 'बायो-कंप्यूटर' व्यावसायिक उपयोग के लिए तैयार हैं?
- वर्तमान में, मस्तिष्क के अंगों का व्यास 1 मिमी से कम है और इसमें 100,000 से कम कोशिकाएं हैं, जो इसे वास्तविक मानव मस्तिष्क के आकार का लगभग तीन मिलियनवां हिस्सा बनाती हैं।
- इसलिए ब्रेन ऑर्गेनॉइड को स्केल करना इसकी कंप्यूटिंग क्षमता में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- शोधकर्ताओं को ऑक्सीजन और पोषक तत्वों के परिवहन और अपशिष्ट उत्पादों को हटाने के लिए माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम भी विकसित करना होगा।
- उन्हें विभिन्न आउटपुट चरों में मस्तिष्क के ऑर्गेनॉइड में संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तनों को सहसंबंधित करने के लिए उन्नत विश्लेषणात्मक तकनीकों को विकसित करने और उपयोग करने की भी आवश्यकता होगी।
- सीखने के पहले, बहुत-आदिम रूप पहले से ही आसपास हैं, और चुनौती अब दीर्घकालिक स्मृति स्थापित करने की है, जिसमें अधिक समय लग सकता है।
- इस कार्य के दौरान उत्पन्न होने वाले नैतिक मुद्दों की समानांतर रूप से पहचान करने, उन पर चर्चा करने और उनका विश्लेषण करने के लिए एक नैतिकता टीम रखने का भी प्रस्ताव है।