دسترسی آسان به ارگانوئیدهای مغزی با پلتفرم جدید Neuroplatform

استارتاپ سوئیسی FinalSpark ، یک پلتفرم آنلاین به نام Neuroplatform راه‌اندازی کرده است که دسترسی از راه دور به ۱۶ ارگانوئید مغز انسان را فراهم می‌کند.

به گزارش تک‌ناک، شرکت FinalSpark ادعا می‌کند که پلتفرم Neuroplatform ، اولین پلتفرم آنلاین جهان است که دسترسی به نورون‌های زیستی آزمایشگاهی را ارائه می‌دهد. علاوه بر این، ادعا می‌شود که مصرف انرژی این پردازنده های زیستی «یک میلیون برابر کمتر از پردازنده‌های دیجیتال سنتی» است.

شرکت FinalSpark اعلام کرده است که پلتفرم Neuroplatform آنها قادر به یادگیری و پردازش اطلاعات بوده و به لطف کارآمدی انرژی بالای خود می‌تواند تأثیر زیست‌محیطی رایانه‌ها را کاهش دهد. طبق یک مقاله تحقیقاتی که اخیراً منتشر شده، این شرکت مدعی است که آموزش یک مدل زبان بزرگ مانند GPT-3 نیازمند حدود ۱۰ گیگاوات ساعت انرژی است، که تقریباً ۶۰۰۰ برابر بیشتر از مصرف انرژی سالانه یک شهروند اروپایی است. با استفاده موفقیت‌آمیز از بیوپروسسورها، می‌توان چنین مصرف انرژی را به طور چشمگیری کاهش داد.

عملکرد پلتفرم Neuroplatform در حال حاضر به یک معماری خاص موسوم به «wetware» وابسته است که ترکیبی از سخت‌افزار، نرم‌افزار، و زیست‌شناسی به شمار می‌رود. نوآوری کلیدی این پلتفرم از طریق استفاده از چهار آرایه الکترود چندگانه (MEA) محقق می‌شود که برای جای‌گیری و تحریک ارگانوئیدها طراحی شده‌اند. ارگانوئیدها، که توده‌های سلولی سه‌بعدی بافت مغزی هستنا، در این الکترودها قرار گرفته و تحت تحریک قرار می‌گیرند.

هر MEA قادر به جای دادن چهار ارگانوئید است که از طریق هشت الکترود برای تحریک و ضبط سیگنال‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند. داده‌ها توسط مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (کنترل‌کننده Intan RHS 32) با فرکانس نمونه‌برداری ۳۰ کیلوهرتز و رزولوشن ۱۶ بیت منتقل می‌شوند. این عناصر کلیدی در طراحی معماری توسط یک سیستم پشتیبانی حیات میکروسیالی برای MEAها و دوربین‌های نظارتی پشتیبانی می‌شوند. در نهایت، یک بسته نرم‌افزاری به محققان این امکان را می‌دهد که متغیرهای داده را وارد کرده و خروجی‌های پردازنده را بخوانند و تفسیر کنند.

شرکت FinalSpark با هدف تقویت پیشبرد تحقیق و توسعه در زمینه بیوپروسسور، به ۹ مؤسسه تحقیقاتی دسترسی به پلتفرم رایانش از راه دور خود را اعطا کرده است. این شرکت امیدوار است که با همکاری این مؤسسات، به توسعه اولین پردازنده زنده در جهان دست یابد. علاوه بر این، در حال حاضر بیش از ۳۰ دانشگاه نیز تمایل خود را برای دسترسی به پلتفرم Neuroplatform ابراز داشته‌اند. برای دسترسی به پلتفرم Neuroplatform، مؤسسات آموزشی موظف هستند برای هر کاربر ماهانه ۵۰۰ دلار پرداخت کنند.

طول عمر ارگانوئیدهای پردازنده زیستی حدود ۱۰۰ روز است

در حالی که تراشه‌های سیلیکونی می‌توانند سال‌ها و حتی دهه‌ها دوام بیاورند، گفته می‌شود که ساختارهای عصبی که بیوپروسسورها را تشکیل می‌دهند نیز عمر طولانی دارند، اما فقط برای «آزمایش‌هایی که چند ماه طول می‌کشد» مناسب هستند. در ابتدا، MEAهای این شرکت تنها چند ساعت دوام می‌آوردند، اما اصلاحات انجام‌شده در سیستم به این معنی است که در حال حاضر عمر ارگانوئید حدود ۱۰۰ روز در نظر گرفته می‌شود.