07 Mar ऑर्गनाइड इंटेलिजेंस और बायो-कंप्यूटर
हाल ही में, वैज्ञानिकों ने “ऑर्गनॉइड इंटेलिजेंस” नामक अनुसंधान के एक संभावित क्रांतिकारी नए क्षेत्र के लिए एक योजना की रूपरेखा तैयार की है, जिसका उद्देश्य “बायोकंप्यूटर” बनाना है, जहां लैब में विकसित 3डी ब्रेन कल्चर को वास्तविक दुनिया के सेंसर और इनपुट/आउटपुट डिवाइस से जोड़ा जाता है।
- प्रौद्योगिकी से मस्तिष्क की प्रसंस्करण शक्ति का उपयोग करने और मानव अनुभूति, सीखने और विभिन्न तंत्रिका संबंधी विकारों के जैविक आधार को समझने की उम्मीद है।
तकनीक क्या है?
- ये “मिनी-दिमाग” (4 मिमी तक के आकार के साथ) मानव स्टेम सेल का उपयोग करके बनाए गए हैं और एक विकासशील मानव मस्तिष्क की कई संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं को कैप्चर करते हैं। इसका उपयोग मानव मस्तिष्क के विकास का अध्ययन करने और दवाओं का परीक्षण करने के लिए किया जाता है ताकि यह देखा जा सके कि वे कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।
- हालांकि, प्रयोगशाला में विकसित ब्रेन ऑर्गेनॉइड पर्याप्त उन्नत नहीं हैं क्योंकि उनमें आवश्यक संवेदी इनपुट और रक्त परिसंचरण की कमी है जो मानव मस्तिष्क जैसे जटिल अंग के विकास के लिए आवश्यक हैं।
- इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने चूहे के दिमाग में मानव मस्तिष्क ऑर्गेनोइड संस्कृतियों को प्रत्यारोपित किया और देखा कि उन्होंने चूहे के मस्तिष्क के साथ संबंध बनाए और कार्यात्मक गतिविधि दिखाई।
- यह प्रणाली मानव संदर्भ में मस्तिष्क रोगों का अध्ययन करने का एक तरीका प्रदान कर सकती है।
- हालांकि, ऑर्गेनॉइड अभी भी चूहे-मस्तिष्क माइक्रोएन्वायरमेंट में हैं, जो मानव मस्तिष्क का प्रतिनिधि नहीं हो सकता है।
नया ‘बायो-कंप्यूटर’ क्या है?
- शोधकर्ताओं ने “जैव-कंप्यूटर” बनाने के लिए मशीन लर्निंग का उपयोग करके आधुनिक कंप्यूटिंग विधियों के साथ मस्तिष्क के अंगों को संयोजित करने की योजना बनाई है।
- वे कई इलेक्ट्रोड के साथ संरचनाओं के अंदर ऑर्गेनॉइड विकसित करेंगे जो न्यूरॉन्स के फायरिंग पैटर्न को रिकॉर्ड कर सकते हैं और संवेदी उत्तेजनाओं की नकल कर सकते हैं।
- मशीन-लर्निंग तकनीकों का उपयोग मानव व्यवहार या जीव विज्ञान पर न्यूरॉन प्रतिक्रिया पैटर्न के प्रभाव का विश्लेषण करने के लिए किया जाएगा।
- वैज्ञानिकों ने पहले से ही मानव न्यूरॉन्स को माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी पर विकसित किया है और उन्हें टेबल टेनिस खेलते समय इलेक्ट्रॉनों के समान विद्युत गतिविधि उत्पन्न करने के लिए प्रशिक्षित किया है।
‘बायो-कंप्यूटर’ के लिए क्या अवसर हैं?
- पार्किंसंस रोग और माइक्रोसेफली जैसी बीमारियों वाले व्यक्तियों से स्टेम सेल का उपयोग करके विकसित ब्रेन ऑर्गेनॉइड इन स्थितियों के लिए दवा के विकास में सहायता कर सकते हैं।
- ये ऑर्गेनॉइड स्वस्थ और रोगी-व्युत्पन्न ऑर्गेनॉइड के बीच मस्तिष्क संरचना, कनेक्शन और सिग्नलिंग पर डेटा की तुलना करके मानव संज्ञान, सीखने और स्मृति के जैविक आधार में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं।
- जबकि मानव दिमाग साधारण अंकगणित में कंप्यूटर की तुलना में धीमा है, वे जटिल सूचनाओं को संसाधित करने में मशीनों को मात देते हैं।
निष्कर्ष
- वर्तमान में, मस्तिष्क के अंगों का व्यास 1 मिमी से कम है, जो वास्तविक मानव मस्तिष्क के आकार का लगभग तीन मिलियनवां हिस्सा है। इसलिए, इसकी कंप्यूटिंग क्षमता में सुधार करने के लिए ब्रेन ऑर्गेनॉइड को स्केल करना महत्वपूर्ण है।
- ‘बिग डेटा’ इंफ्रास्ट्रक्चर का उपयोग करके स्टोर और विश्लेषण करने के लिए प्रत्येक न्यूरॉन और कनेक्शन से न्यूरल रिकॉर्डिंग की आवश्यकता होगी।
- शोधकर्ताओं को ऑक्सीजन और पोषक तत्वों के परिवहन और अपशिष्ट उत्पादों को हटाने के लिए माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम भी विकसित करना होगा।
- इस कार्य के दौरान उत्पन्न होने वाले नैतिक मुद्दों की पहचान करने, उन पर चर्चा करने और उनका विश्लेषण करने की भी आवश्यकता है।
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