 |
|
Запущен первый в мире биопроцессор
|
| Программные вычисления и органоидный интеллект - это развивающаяся область исследований на стыке электрофизиологии и искусственного интеллекта. Основная концепция заключается в использовании живых нейронов для выполнения вычислений, аналогично тому, как сегодня используются искусственные нейронные сети (ANN). Однако, в отличие от ANNS, где обновление цифровых тензоров (весов) может мгновенно изменить реакцию сети, для нейронных сетей, использующих биологические нейроны, необходимо разработать совершенно новые методы. Открытие этих методов является сложной задачей и требует наличия системы, способной проводить многочисленные эксперименты, в идеале доступной для исследователей по всему миру. По этой причине мы разработали аппаратно-программный комплекс, который позволяет проводить электрофизиологические эксперименты непревзойденного масштаба. Нейроплатформа позволяет исследователям проводить эксперименты с нейронными органоидами, срок службы которых превышает 100 дней. |
|
| Для этого мы упростили экспериментальный процесс, чтобы быстро создавать новые органоиды, отслеживать потенциалы действия в режиме 24/7 и проводить электрическую стимуляцию. Мы также разработали микрожидкостную систему, которая позволяет полностью автоматизировать подачу и смену среды, тем самым уменьшая сбои в работе инкубатора из-за физического вмешательства и обеспечивая стабильные условия окружающей среды. За последние три года на нейроплатформе было задействовано более 1000 органоидов головного мозга, что позволило собрать более 18 терабайт данных. Был разработан специальный интерфейс прикладного программирования (API) для проведения удаленных исследований непосредственно через нашу библиотеку Python или с использованием интерактивных вычислений, таких как Jupyter Notebooks. |
| В дополнение к электрофизиологическим операциям, наш API также управляет насосами, цифровыми камерами и ультрафиолетовыми лампами для извлечения молекул из клеток. Это позволяет проводить сложные эксперименты в режиме 24/7, включая стратегии замкнутого цикла и обработку с использованием новейших библиотек глубокого обучения или обучения с подкреплением. Кроме того, инфраструктура поддерживает полностью удаленное использование. В настоящее время, в 2024 году, система доступна в свободном доступе для исследовательских целей, и многочисленные исследовательские группы начали использовать ее для своих экспериментов. В этой статье описывается архитектура системы и приводятся конкретные примеры экспериментов и результатов. |
| Источник |
