Dyrkede hjerneceller leser blindeskrift

Forskere ved University of Bristol har latt klumper av menneskelige hjerneceller gjette hvilken bokstav i blindeskrift sensoren kjenner på. Én hjernecelleklump traff i 61 prosent av forsøkene. Tre klumper koblet sammen hadde en treffprosent på 83 prosent, skriver forskerne.

Med 26 bokstaver å velge mellom ville ren gjetning truffet i under fire prosent. Hjerneneklumpene ble altså bedre når de samarbeidet. Det kan man jo kjenne seg igjen i.

Klumpene kalles hjerneorganoider. De er dyrket fra stamceller, er under én millimeter store og har rundt 10 000 nerveceller hver. Det er langt færre hjerneceller enn det du og jeg går rundt med i hodet, men nervecellene kobler seg sammen og sender signaler til hverandre slik som i en hjerne.

Menneskeheten er jommen kommet et stykke på vei. Vi dyrker frem oss selv i laboratorier og plasserer oss inn i dataprogrammer. Tygg litt på den. Er det greit?

Fra fingertupp til strømstøt

Sensoren er en kunstig fingertupp. Inni sitter et kamera som ser hvordan myk hud bøyer seg når den trykkes mot prikkene på et 3D-printet brett.

Bildet fra kameraet deles i åtte felt, ett for hver elektrode under organoiden. Jo mer som skjer i et felt, jo flere strømstøt sender elektroden, og jo lenger sensoren trykker, jo lengre blir de. Etterpå måler forskerne hvordan nervecellene fyrer av, og et enkelt maskinlæringsprogram prøver å gjette bokstaven ut fra mønsteret.

Tilgangen til hjernecellene foregikk over nett. Forskerne leide dem over nettet fra det sveitsiske selskapet FinalSpark, som holder organoider i live og lar forskere sende signaler til dem fra sitt eget kontor. Fagfeltet kalles organoidintelligens, og målet er å bruke hjernevev som maskinvare i datamaskiner. I 2022 fikk det australske selskapet Cortical Labs nerveceller i en skål til å spille Pong.

Litt bedre enn PCen

Forskerne lot også et alminnelig program uten hjerneceller imellom, gjette bokstaven rett fra strømstøtene. Programmet traff i 82 prosent av forsøkene, bare ett prosentpoeng under de tre organoidene.

Forskjellen kom først da forskerne la inn støy i signalene, altså et mer realistisk scenario. Med tilfeldig støy falt programmet alene til 55 prosent, mens de tre organoidene holdt seg på 83. Når deler av signalet manglet, var tallene 59 mot 72 prosent.

Hvorfor tre klumper gjør det bedre enn én, vet ikke forskerne sikkert. Førsteforfatteren Tianyi Liu, doktorgradsstipendiat i Bristol, tror ifølge universitetet at hver klump fanger opp litt forskjellige detaljer: «Different organoids may have slightly different network connections, developmental states, and ongoing activity».

Lærte ikke å lese

Hjernecellene lærte ikke blindeskrift, og de fikk aldri vite om de svarte riktig. «We did not demonstrate learning or long-term changes in the organoids», sier Liu i pressemeldingen fra universitetet.

Neste steg er å la organoidene kjenne på teksturer og kanter, og etter hvert gi dem tilbakemelding om hvordan det gikk, for å se om de da tilpasser seg. På sikt kan de kanskje være med på å styre en robot. Til 404 Media sier Liu at slike systemer har «a long way to go in terms of reliability, reproducibility, and scalability».