کامپیوترهای زنده: انقلابی در پردازش یا چالشی برای اخلاق؟
تصور کنید رایانهای نه از سیلیکون، بلکه از نورونهای زنده انسان ساخته شده باشد؛ سیستمی با توان پردازشی خارقالعاده که انرژی آن تقریباً صفر است. این دیگر طرحی علمی-تخیلی نیست، بلکه دستاورد مرزگستری آزمایشگاه "فاینالاسپارک" است که ما را با پرسشهای بنیادین فنی و اخلاقی روبهرو ساخته است.تصور کنید رایانهای نه از سیلیکون، بلکه از نورونهای زنده انسان ساخته شده باشد؛ سیستمی با توان پردازشی خارقالعاده که انرژی آن تقریباً صفر است. این دیگر طرحی علمی-تخیلی نیست، بلکه دستاورد مرزگستری آزمایشگاه "فاینالاسپارک" است که ما را با پرسشهای بنیادین فنی و اخلاقی روبهرو ساخته است.
پژوهشگران در حال بررسی ایدههایی هستند که پیشتر تنها در قالب فیلمهای علمی-تخیلی قابل تصور بود. از فناوریهای نخستین هوش مصنوعی گرفته تا مفاهیم بنیادینی مانند «رایانههای زنده»، همگی در مرزهای دانش در حال پیشروی هستند.
«رایانه زنده» به مجموعهای از سلولها اطلاق میشود که با استفاده از الکترودها به یکدیگر متصل شدهاند و عملکردی مشابه پردازندههای مرکزی رایانهها دارند. این ساختار قادر است سیگنالهای الکتریکی را به عنوان ورودی دریافت و پس از پردازش، سیگنالهای جدیدی را به عنوان خروجی تولید کند.
در این راستا، تیم پژوهشی «آزمایشگاه فاینالاسپارک» سوئیس، با ساخت نمونههای مینیاتوری از رایانههای زنده (که از سوی دکتر «فرد جردن»، «سختافزار خیس» نامیده شده) به دستاوردهای قابلتوجهی دست یافته است. این فناوری در تقابل کامل با نرمافزارهای متداول در رایانههای معمولی قرار دارد.
اما نوآوری دکتر جردن و همکارانش، پرسشهای اخلاقی متعددی را در مورد سازوکار ساخت و کاربردهای عملی این رایانهها در زندگی روزمره برانگیخته است.
رایانههای زنده چگونه ساخته میشوند؟
ایده ساخت رایانههای زنده، برپایه مفهومی ساده و الهامگرفته از عملکرد مغز انسان شکل گرفته است. مغز انسان از شبکهای از نورونها تشکیل شده که از طریق رگهای خونی و اعصاب به هم متصل بوده و سیگنالهای الکتریکی را میان سلولها مبادله میکنند.
تیم فاینالاسپارک با بهرهگیری از همین مکانیسم، موفق شدهاند جمعیتی از نورونها را از سلولهای بنیادی مشتقشده از پوست انسان پرورش دهند. این نورونها به ساختارهایی کروی و زنده به نام «ارگانوئید» تبدیل میشوند که فاقد هرگونه غشا یا رگ اضافی هستند. سپس ارگانوئیدها به آرایهای از الکترودها متصل میشوند که مسئول ارسال و دریافت سیگنالهای الکتریکی هستند. در این مرحله، میتوان آنها را آموزش داد تا به رایانههای مینیاتوری تبدیل شوند.
شبکه خبری «بیبیسی» در گزارشی از بازدید خود از این آزمایشگاه، به توصیف آزمایش مستقیم این رایانههای زنده توسط «زوئی کلاینمن» پرداخته است. به گفته کلاینمن، برای اطمینان از عملکرد صحیح یک ارگانوئید، آن را به یک رایانه معمولی متصل کرده و با فشردن تصادفی کلیدهای صفحهکلید، پاسخ ارگانوئید را از طریق یک نمودار الکتروانسفالوگرافی ثبت میکنند.
اگر نمودار، فعالیت الکتریکی را نشان دهد، به معنای عملکرد درست ارگانوئید و توانایی آن در دریافت و ارسال سیگنالهاست. با این حال، دکتر «فلورا بروزی»، زیستشناس سلولی آزمایشگاه، تأیید میکند که برخی از ارگانوئیدها از کار میافتند و دیگر پاسخی ارسال نمیکنند.
ضرورت توسعه رایانههای زنده چیست؟
رایانههای زنده، توان پردازشی به مراتب بالاتری در مقایسه با پردازندههای معمولی ارائه میدهند، در حالی که انرژی مصرفی آنها تقریباً ناچیز است؛ چرا که انرژی مورد نیاز خود را از مایعات ویژهای که در آن غوطهور هستند، تأمین میکنند.
اگرچه ارگانوئیدهای تولیدشده توسط تیم فاینالاسپارک از نظر پیچیدگی و توانمندی به پای مغز انسان نمیرسند، اما از اجزای تشکیلدهنده یکسان بهره میبرند. این ویژگی، هر ارگانوئید را به مغزی مینیاتوری با بخشی از قدرت پردازشی فوقالعاده تبدیل میکند و امکان بهرهگیری از آنها را در مراکز داده هوش مصنوعی (به جای پردازندههای سنتی) فراهم میسازد.
ملاحظات و پیامدهای اخلاقی
دکتر بروزی در پاسخ به پرسش کلاینمن، ضمن اشاره به قطع ناگهانی فعالیت نمودار در اثر فشردن پیاپی دکمهها، اذعان داشت: «ما هنوز اطلاعات کاملی از نحوه عملکرد ارگانوئیدها ندارند و احتمالاً اقدام من موجب اختلال در کار آن شده است.»
این اعتراف، پرسش بنیادینی را درباره اخلاقیات فعالیتهای فاینالاسپارک مطرح میکند: اگر ارگانوئیدها در اثر اقدامات خاصی دچار اختلال میشوند، آیا آنها قادر به احساس یا اندیشیدن هستند؟
از سوی دیگر، پروفسور «سایمون شولتز»، استاد فناوری عصبی و مدیر مرکز فناوری عصبی در کالج امپریال لندن، خاطرنشان میکند: «ما هنوز به دانش کافی برای ساخت ارگانوئیدهای بادوام یا نگهداری طولانیمدت آنها دست نیافتهایم؛ چرا که این ساختارها عموماً پس از چهار ماه از بین میروند.»
دکتر جردن نیز به نکته تاملبرانگیزی اشاره میکند: در لحظات پایانی پیش از مرگ ارگانوئیدها، فعالیت الکتریکی بیسابقهای ثبت میشود که به وضوح، مشابه الگوی ضربان قلب سریع و فعالیت مغزی انسان در آستانه مرگ است.
پژوهشگران در حال بررسی ایدههایی هستند که پیشتر تنها در قالب فیلمهای علمی-تخیلی قابل تصور بود. از فناوریهای نخستین هوش مصنوعی گرفته تا مفاهیم بنیادینی مانند «رایانههای زنده»، همگی در مرزهای دانش در حال پیشروی هستند.
«رایانه زنده» به مجموعهای از سلولها اطلاق میشود که با استفاده از الکترودها به یکدیگر متصل شدهاند و عملکردی مشابه پردازندههای مرکزی رایانهها دارند. این ساختار قادر است سیگنالهای الکتریکی را به عنوان ورودی دریافت و پس از پردازش، سیگنالهای جدیدی را به عنوان خروجی تولید کند.
در این راستا، تیم پژوهشی «آزمایشگاه فاینالاسپارک» سوئیس، با ساخت نمونههای مینیاتوری از رایانههای زنده (که از سوی دکتر «فرد جردن»، «سختافزار خیس» نامیده شده) به دستاوردهای قابلتوجهی دست یافته است. این فناوری در تقابل کامل با نرمافزارهای متداول در رایانههای معمولی قرار دارد.
اما نوآوری دکتر جردن و همکارانش، پرسشهای اخلاقی متعددی را در مورد سازوکار ساخت و کاربردهای عملی این رایانهها در زندگی روزمره برانگیخته است.
رایانههای زنده چگونه ساخته میشوند؟
ایده ساخت رایانههای زنده، برپایه مفهومی ساده و الهامگرفته از عملکرد مغز انسان شکل گرفته است. مغز انسان از شبکهای از نورونها تشکیل شده که از طریق رگهای خونی و اعصاب به هم متصل بوده و سیگنالهای الکتریکی را میان سلولها مبادله میکنند.
تیم فاینالاسپارک با بهرهگیری از همین مکانیسم، موفق شدهاند جمعیتی از نورونها را از سلولهای بنیادی مشتقشده از پوست انسان پرورش دهند. این نورونها به ساختارهایی کروی و زنده به نام «ارگانوئید» تبدیل میشوند که فاقد هرگونه غشا یا رگ اضافی هستند. سپس ارگانوئیدها به آرایهای از الکترودها متصل میشوند که مسئول ارسال و دریافت سیگنالهای الکتریکی هستند. در این مرحله، میتوان آنها را آموزش داد تا به رایانههای مینیاتوری تبدیل شوند.
شبکه خبری «بیبیسی» در گزارشی از بازدید خود از این آزمایشگاه، به توصیف آزمایش مستقیم این رایانههای زنده توسط «زوئی کلاینمن» پرداخته است. به گفته کلاینمن، برای اطمینان از عملکرد صحیح یک ارگانوئید، آن را به یک رایانه معمولی متصل کرده و با فشردن تصادفی کلیدهای صفحهکلید، پاسخ ارگانوئید را از طریق یک نمودار الکتروانسفالوگرافی ثبت میکنند.
اگر نمودار، فعالیت الکتریکی را نشان دهد، به معنای عملکرد درست ارگانوئید و توانایی آن در دریافت و ارسال سیگنالهاست. با این حال، دکتر «فلورا بروزی»، زیستشناس سلولی آزمایشگاه، تأیید میکند که برخی از ارگانوئیدها از کار میافتند و دیگر پاسخی ارسال نمیکنند.
ضرورت توسعه رایانههای زنده چیست؟
رایانههای زنده، توان پردازشی به مراتب بالاتری در مقایسه با پردازندههای معمولی ارائه میدهند، در حالی که انرژی مصرفی آنها تقریباً ناچیز است؛ چرا که انرژی مورد نیاز خود را از مایعات ویژهای که در آن غوطهور هستند، تأمین میکنند.
اگرچه ارگانوئیدهای تولیدشده توسط تیم فاینالاسپارک از نظر پیچیدگی و توانمندی به پای مغز انسان نمیرسند، اما از اجزای تشکیلدهنده یکسان بهره میبرند. این ویژگی، هر ارگانوئید را به مغزی مینیاتوری با بخشی از قدرت پردازشی فوقالعاده تبدیل میکند و امکان بهرهگیری از آنها را در مراکز داده هوش مصنوعی (به جای پردازندههای سنتی) فراهم میسازد.
ملاحظات و پیامدهای اخلاقی
دکتر بروزی در پاسخ به پرسش کلاینمن، ضمن اشاره به قطع ناگهانی فعالیت نمودار در اثر فشردن پیاپی دکمهها، اذعان داشت: «ما هنوز اطلاعات کاملی از نحوه عملکرد ارگانوئیدها ندارند و احتمالاً اقدام من موجب اختلال در کار آن شده است.»
این اعتراف، پرسش بنیادینی را درباره اخلاقیات فعالیتهای فاینالاسپارک مطرح میکند: اگر ارگانوئیدها در اثر اقدامات خاصی دچار اختلال میشوند، آیا آنها قادر به احساس یا اندیشیدن هستند؟
از سوی دیگر، پروفسور «سایمون شولتز»، استاد فناوری عصبی و مدیر مرکز فناوری عصبی در کالج امپریال لندن، خاطرنشان میکند: «ما هنوز به دانش کافی برای ساخت ارگانوئیدهای بادوام یا نگهداری طولانیمدت آنها دست نیافتهایم؛ چرا که این ساختارها عموماً پس از چهار ماه از بین میروند.»
دکتر جردن نیز به نکته تاملبرانگیزی اشاره میکند: در لحظات پایانی پیش از مرگ ارگانوئیدها، فعالیت الکتریکی بیسابقهای ثبت میشود که به وضوح، مشابه الگوی ضربان قلب سریع و فعالیت مغزی انسان در آستانه مرگ است.
*
