Stehen wir kurz davor, eine Maschine mit menschlichem GEHIRN zu erschaffen?

Seit Jahrzehnten zielt das Gebiet der künstlichen Intelligenz (KI) darauf ab, Computer zu entwickeln, die die Fähigkeiten eines menschlichen Gehirns haben.

Jetzt schlägt eine neue Studie eine „neue Grenze“ für die Datenverarbeitung namens „organoide Intelligenz“ (OI) vor, die die Lernfähigkeiten jeder Maschine übertreffen könnte.

OI verwendet Organoide – winzige, im Labor gezüchtete Gewebe, die ausgewachsenen Organen ähneln – als eine Art „biologische Hardware“ und möglicherweise als intelligentere Alternative zu den Siliziumchips in der KI.

Forscher der Johns Hopkins University in Baltimore glauben, dass ein „Biocomputer“, der von einem Organoid angetrieben wird, das aus Millionen menschlicher Gehirnzellen besteht, noch zu unseren Lebzeiten entwickelt werden könnte.

Während frühere Studien in Frage stellten, ob ein Biocomputer eine „ethische Grenze“ überschreiten würde, sagt das Team, dass Organoide auf sichere und „ethisch verantwortungsvolle Weise“ verwendet würden.

Die neue Studie wurde von einem internationalen Forscherteam unter der Leitung von Professor Thomas Hartung von der Johns Hopkins University verfasst.

“Wir stellen ein Kooperationsprogramm vor, um die Vision eines multidisziplinären Bereichs der OI umzusetzen”, sagen sie in ihrem Papier, das heute in der Zeitschrift Frontiers in Science veröffentlicht wurde.

„Dies zielt darauf ab, OI als eine Form echter biologischer Datenverarbeitung zu etablieren, die Gehirn-Organoide nutzt, indem sie wissenschaftliche und biotechnische Fortschritte auf ethisch verantwortliche Weise nutzt.

“Während KI darauf abzielt, Computer gehirnähnlicher zu machen, wird die OI-Forschung untersuchen, wie eine 3D-Gehirnzellkultur computerähnlicher gemacht werden kann.”

Obwohl KI Berechnungen mit Zahlen und Daten schneller verarbeiten kann als Menschen, sind Gehirne viel klüger darin, komplexe logische Entscheidungen zu treffen, wie z. B. einen Hund von einer Katze zu unterscheiden.

Bei der Entwicklung von Systemen, die solche logischen Entscheidungen treffen können, wird sich OI auszeichnen – obwohl die Forscher betonen, dass KI und OI „komplementär“ zusammen existieren könnten.

Genau wie die Nervenzellen in unserem Gehirn würden OI-Systeme chemische und elektrische Signale verwenden, um Anweisungen zu befolgen und Aufgaben auszuführen.

OI könnte auch schneller, effizienter und leistungsfähiger sein als KI und dabei nur einen Bruchteil der Energie benötigen.

Organoide – winzige, dreidimensionale Gewebekulturen, die aus Stammzellen gewonnen werden – sind nicht neu und stammen aus den späten Nullerjahren.

Sie wurden bereits zur Untersuchung und Behandlung von Krebs, Herzproblemen, Gewebetransplantationen, neurologischen Erkrankungen und vielem mehr eingesetzt.

Verschiedene Zellen in den Organoiden entsprechen verschiedenen Bereichen – zum Beispiel wurden Gehirn-Organoide verwendet, um zelluläre Aspekte des Lernens und Gedächtnisses zu untersuchen.

Diese kleinen Kugeln – etwa so groß wie ein Stiftpunkt – haben Neuronen, Synapsen und andere Merkmale, die grundlegende Funktionen wie Lernen und Erinnern ermöglichen.

Während die meisten Zellkulturen flach sind, haben Organoide eine dreidimensionale Struktur, die ihre Zelldichte um das 1.000-fache erhöht, was bedeutet, dass die Neuronen mehr Verbindungen bilden können.

Professor Hartung begann 2012 mit der Züchtung und dem Zusammenbau von Gehirnzellen zu funktionellen Organoiden unter Verwendung von Zellen aus umprogrammierten menschlichen Hautproben.

Jedes Organoid enthält etwa 50.000 Zellen, etwa die Größe des Nervensystems einer Fruchtfliege – obwohl dies zu klein ist, wie es ist.

“Für OI müssten wir diese Zahl auf 10 Millionen erhöhen”, sagte Professor Hartung.

Das Forschungsteam stellt sich vor, einen futuristischen Computer mit Gehirn-Organoiden zu bauen, der „mit realen Sensoren und Ausgabegeräten“ verbunden ist.

Gehirn-Organoide würden dann „unter Verwendung von Biofeedback, Big-Data-Warehousing und Methoden des maschinellen Lernens“ trainiert, erklärt das Team.

OI-Computer, auf denen diese „biologische Hardware“ läuft, könnten in den nächsten zehn Jahren damit beginnen, die zunehmend unhaltbaren Energieverbrauchsanforderungen des Supercomputing zu verringern.

Ein hypothetischer OI-Computer könnte um ein Vielfaches leistungsstärker sein als Frontier, der schnellste Supercomputer der Welt, und dabei weniger Energie verbrauchen.

“Wir stoßen an die physikalischen Grenzen von Siliziumcomputern, weil wir nicht mehr Transistoren in einen winzigen Chip packen können”, sagte Professor Hartung.

„Aber das Gehirn ist völlig anders verdrahtet – es hat ungefähr 100 Milliarden Neuronen, die durch über 1.015 Verbindungspunkte verbunden sind.

“Das ist ein enormer Leistungsunterschied im Vergleich zu unserer derzeitigen Technologie.”

Die Ethik der Verwendung von KI für die Arbeit eines Menschen ist gut dokumentiert und wird sogar in der Populärkultur wie der Black Mirror-Episode „White Christmas“ angesprochen.

Die Verwendung menschlicher Zellen könnte sich jedoch als noch kontroverser erweisen und Fragen aufwerfen, beispielsweise ob Millionen von ihnen, die im Tandem gezüchtet werden, ein Bewusstsein entwickeln könnten.

Wissenschaftler haben bereits davor gewarnt, dass bei der Herstellung von Mini-Gehirnen aus menschlichem Gewebe möglicherweise eine „ethische Grenze überschritten“ wurde.

Organoide könnten Schmerzen empfinden oder sogar erfahren, was bedeutet, dass Kontrollen vorhanden sein sollten, um sie vor Leiden zu bewahren, sagten die Kritiker.

Ein weiteres potenzielles Problem sind Spender, deren Zellen ohne ihre Zustimmung zur Herstellung von Biocomputern verwendet werden, aber die Autoren der Studie behaupten, dass sie sich aller ethischen Überlegungen bewusst sind.

“Ein wichtiger Teil unserer Vision ist es, OI auf ethische und sozial verantwortliche Weise zu entwickeln”, sagte Professor Hartung.

„Aus diesem Grund haben wir uns von Anfang an mit Ethikern zusammengetan, um einen „embedded ethics“-Ansatz zu etablieren.

“Alle ethischen Fragen werden kontinuierlich von Teams bewertet, die sich aus Wissenschaftlern, Ethikern und der Öffentlichkeit zusammensetzen, während sich die Forschung weiterentwickelt.”