Дослідники з Принстонського університету успішно створили пристрій, у якому живі нейрони буквально вростають у тривимірну електронну сітку. Це відкриття змінює підхід до створення штучного інтелекту, дозволяючи біологічним клітинам обмінюватися сигналами та формувати керовану мережу всередині мікроскопічних провідників. Результати цієї революційної роботи було опубліковано 23 квітня у видатному науковому журналі Nature Electronics.

Раніше спроби поєднати мозкові клітини з технікою обмежувалися плоскими культурами на поверхні чіпа або зовнішніми датчиками. Команда Принстона обрала принципово інший шлях: вони виготовили гнучкий каркас із тонких металевих провідників, вкритих легким шаром епоксидної смоли, і виростили нервову тканину саме всередині цієї конструкції. М'яке покриття не пошкоджувало клітини, але забезпечувало достатню міцність для працездатності електроніки.

Створений пристрій отримав назву 3D-MIND. У ньому електроніка не просто спостерігає за нейронами ззовні, а пронизує всю мережу зсередини, одночасно зчитуючи сигнали на різних рівнях. Це забезпечило точнішу реєстрацію активності та можливість стимулювати окремі ділянки, відстежуючи зміни у зв'язках між клітинами. Моніторинг системи тривав понад шість місяців.

Після тривалого спостереження вчені перейшли до практичних обчислювальних завдань. На мережу подавали електричні імпульси з різними патернами, а алгоритм навчався читати відповідь нейронів. Система успішно розрізняла пари просторових патернів та часові послідовності, навчися відрізняти один сигнал від іншого. Це доводить, що біологічна мережа може виконувати повноцінні обчислювальні функції.

Головна перевага цього підходу — енергетична ефективність. Сучасні системи штучного інтелекту потребують колосальних потужностей, тоді як людський мозок розв'язує схожі завдання при радикально меншому споживанні енергії. Керівник дослідження Тянь-Мін Фу наголошує, що енергоефективність є одним із найближчих вузьких місць у розвитку ШІ, оскільки мозок витрачає приблизно в мільйон разів менше потужності.

Хоча нині пристрій не може замінити звичайні процесори, експеримент довів можливість вбудовувати нейрони в об'ємну архітектуру. Для нейронаук така платформа стане цінною для вивчення принципів мозку та механізмів неврологічних захворювань. У віддаленій перспективі подібні м'які інтерфейси можуть стати основою імплантів, які взаємодіятимуть із нервовою тканиною мовою електричних сигналів.