Dieser Bio-Computer nutzt menschliche Neuronen: Auf dem Weg zu einer noch leistungsfähigeren KI? 🖥️

Das Unternehmen Cortical Labs hat kürzlich einen Computer auf den Markt gebracht, der menschliche Neuronen integriert, die im Labor gezüchtet wurden. Der „CL1“ getaufte Rechner ebnet den Weg für eine neue Ära der künstlichen Intelligenz, indem er Biologie und Silizium kombiniert, um bisher unbekannte medizinische und technologische Anwendungen zu ermöglichen.


Dieser Bio-Computer, das Ergebnis von sechs Jahren Forschung, basiert auf menschlichen Neuronen, die auf einem Siliziumchip gezüchtet werden. Diese Neuronen, die in einer kontrollierten Umgebung versorgt werden, interagieren mit einem biologischen Betriebssystem (biOS), das eine virtuelle Welt simuliert. Diese Innovation verspricht bedeutende Fortschritte, insbesondere in der Medikamentenentwicklung und der Modellierung von Krankheiten, während gleichzeitig Tierversuche reduziert werden.

Eine Fusion aus Biologie und Technologie

Der CL1 nutzt menschliche Neuronen, die aus Stammzellen gezüchtet und auf einem Siliziumchip mit Elektroden platziert werden. Diese Elektroden senden und empfangen elektrische Signale und schaffen so eine Schnittstelle zwischen dem biologischen neuronalen Netzwerk und dem Computersystem. Diese Symbiose ermöglicht eine flüssige Kommunikation und eine schnelle Anpassung der Neuronen an ihre simulierte Umgebung.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern nutzt der CL1 die natürliche Plastizität der Neuronen, die sich in Abhängigkeit von den empfangenen Reizen neu konfigurieren können. Diese Flexibilität, das Ergebnis von Milliarden Jahren Evolution, übertrifft bei Weitem die Fähigkeiten aktueller KI-Modelle. Die Neuronen „programmieren sich gewissermaßen selbst“, um ihre Leistung zu optimieren.

Das biologische System wird durch eine kontrollierte Umgebung unterstützt, die Pumpen, ein Gasgemisch und eine Temperaturregelung umfasst. Jede CL1-Einheit ist autark und verbraucht wenig Energie, mit einem Gesamtverbrauch von 850 bis 1.000 Watt für ein Rack mit 30 Einheiten.

Wie werden die Neuronen im Labor gezüchtet?

Die im CL1 verwendeten Neuronen werden aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) gezüchtet, die sich in jeden Zelltyp des menschlichen Körpers differenzieren können. Diese Stammzellen werden in der Regel aus Blutproben oder Geweben gewonnen und dann im Labor so umprogrammiert, dass sie zu Neuronen werden. Zwei Hauptmethoden werden für diese Differenzierung eingesetzt.

Die erste Methode verwendet kleine Moleküle, um die Bedingungen der Gehirnentwicklung im Mutterleib nachzuahmen und die Stammzellen dazu anzuregen, sich in Neuronen zu verwandeln. Die zweite Methode besteht darin, spezifische Gene, die mit der neuronalen Entwicklung verbunden sind, direkt zu aktivieren, was eine gezieltere Differenzierung ermöglicht. Jeder Ansatz hat seine Vorteile: Die erste Methode produziert Neuronen von hoher Reinheit, während die zweite eine zelluläre Vielfalt erzeugt, die der des menschlichen Gehirns näher kommt.

Sobald differenziert, werden die Neuronen auf einen Siliziumchip mit Elektroden platziert, wo sie ein funktionelles neuronales Netzwerk bilden. Dieses Netzwerk wird dann in einer kontrollierten Umgebung mit Nährstoffen, einem angepassten Gasgemisch und einer stabilen Temperatur gehalten, um sein Überleben und seine Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Diese Laborkultur von Neuronen stellt einen bedeutenden Fortschritt für die Neurowissenschaften und die künstliche Intelligenz dar.

Vielversprechende Anwendungen

Der CL1 könnte die medizinische Forschung verbessern, indem er präzisere und personalisierte Medikamententests ermöglicht. Indem er menschliche neuronale Reaktionen nachahmt, bietet er eine ethische Alternative zu Tierversuchen und liefert gleichzeitig relevantere Daten für die Erforschung neurologischer Erkrankungen.


Im technologischen Bereich könnte dieser Bio-Computer die Entwicklung von KI beschleunigen, insbesondere für Roboter und automatisierte Systeme. Seine Fähigkeit, schnell zu lernen und sich dynamisch anzupassen, macht ihn zu einem leistungsstarken Werkzeug für Anwendungen, die Entscheidungsfindung erfordern.

Schließlich ist der CL1 darauf ausgelegt, die Bedürfnisse von Forschungslaboren, Universitäten und akademischen Einrichtungen zu erfüllen, mit einem Anschaffungspreis von 35.000 US-Dollar pro Einheit. Für Forscher, die nicht über die notwendigen Ressourcen verfügen, bietet Cortical Labs einen Fernzugriff über die Cloud an, genannt „Wetware-as-a-Service“. Diese Lösung ermöglicht die Nutzung des Bio-Computers ohne signifikante Investitionen in Hardware und demokratisiert so den Zugang zu dieser Technologie, wodurch internationale Zusammenarbeit gefördert wird.

Weiterführend: Was ist synthetische biologische Intelligenz (SBI)?

Synthetische biologische Intelligenz (SBI) ist eine Form der künstlichen Intelligenz, die biologische Neuronen als Rechensubstrat nutzt. Im Gegensatz zur traditionellen KI, die auf Siliziumchips basiert, nutzt sie die natürliche Plastizität und Anpassungsfähigkeit von Neuronen, um dynamischere und evolutionäre Systeme zu schaffen. Diese im Labor gezüchteten Neuronen sind in der Lage, sich selbst zu organisieren und Netzwerke zu bilden, die einige Aspekte der Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachahmen.

SBI kombiniert somit die Vorteile von Biologie und Technologie: Die Neuronen bieten eine unübertroffene Flexibilität und Energieeffizienz, während elektronische Komponenten die Präzision und Geschwindigkeit der Berechnungen sicherstellen. Dieser Ansatz ermöglicht die Lösung hochkomplexer Probleme, wie die Modellierung von Krankheiten oder die Optimierung automatisierter Systeme, mit erhöhter Geschwindigkeit und Relevanz.

Darüber hinaus eröffnet SBI neue ethische Perspektiven, indem sie die Abhängigkeit von Tierversuchen verringert und ein der menschlichen Biologie näher kommendes Modell für die medizinische Forschung bietet. Sie markiert einen wichtigen Schritt hin zu einer „organischeren“ und biologisch respektvolleren künstlichen Intelligenz.