प्रसंग:
शोधकर्ताओं ने हाल ही में "ऑर्गेनाइड इंटेलिजेंस" के लिए अपनी अवधारणाएं प्रस्तुत कीं, जो संभावित रूप से अध्ययन का एक नया क्षेत्र है जिसका उद्देश्य 'बायोकंप्यूटर' विकसित करना है।
पृष्ठभूमि:
- ऐतिहासिक रूप से, चूहे के दिमाग में विभिन्न मानव स्नायविक असामान्यताओं का अध्ययन किया गया है।
- हालांकि, कृन्तकों और मनुष्यों की अलग-अलग संरचनाएँ और कार्य होते हैं, और उनकी संज्ञानात्मक क्षमताएँ स्पष्ट रूप से एक दूसरे से भिन्न होती हैं।
- इसलिए, शोधकर्ता प्रयोगशाला में ब्रेन ऑर्गनाइड्स-मस्तिष्क के ऊतकों की 3डी कॉलोनियों का निर्माण कर रहे हैं।
- ये "मिनी-दिमाग" (आकार में 4 मिमी तक) मानव स्टेम कोशिकाओं से बने होते हैं और एक विकासशील मानव मस्तिष्क की कई शारीरिक और ऑपरेटिव विशेषताओं को दोहराते हैं।
बायो-कंप्यूटर और उनकी कार्यप्रणाली:
- शोधकर्ताओं ने समकालीन कंप्यूटिंग तकनीकों के साथ ब्रेन ऑर्गेनोइड्स को फ्यूज करके "बायो-कंप्यूटर" बनाने की योजना बनाई है।
- वे कई इलेक्ट्रोड से जुड़े लचीले ढांचे के अंदर ऑर्गेनोइड्स को विकसित करने का इरादा रखते हैं, जहां उन्हें मशीन लर्निंग (मस्तिष्क से ईईजी रीडिंग लेने के लिए उपयोग किए जाने वाले समान) के साथ जोड़ा जाएगा।
- ये संरचनाएं संवेदी संवेदनाओं को अनुकरण करने के साथ-साथ न्यूरोनल फायरिंग पैटर्न को रिकॉर्ड करने के लिए विद्युत उत्तेजनाओं को प्रशासित करने में सक्षम होंगी।
- फिर, मशीन लर्निंग तकनीकों का उपयोग करते हुए, न्यूरॉन्स की प्रतिक्रिया पैटर्न और मानव व्यवहार या जीव विज्ञान पर उनके प्रभाव का विश्लेषण किया जाएगा।
ऑर्गनाइड्स क्या हैं?
ऑर्गेनॉइड स्टेम सेल-व्युत्पन्न, सूक्ष्म, स्व-संगठित त्रि-आयामी ऊतक संस्कृतियां हैं। ऐसी संस्कृतियों को विकसित किया जा सकता है ताकि किसी अंग की अधिक गहनता की नकल की जा सके।
ये छोटे अंग जैसी संरचनाएं हैं जो अक्सर एक विकासशील ऊतक के भ्रूण चरणों के समान होती हैं लेकिन मानव अंगों की पूर्ण कार्यात्मक परिपक्वता का अभाव होता है।
'बायो-कंप्यूटर' के अवसर:
मानव संज्ञान का जैविक आधार: संज्ञानात्मक या न्यूरोडीजेनेरेटिव समस्याओं से पीड़ित लोगों की स्टेम कोशिकाओं का उपयोग मस्तिष्क के अंग बनाने के लिए किया जा सकता है।
मस्तिष्क शरीर रचना, कनेक्शन, और "स्वस्थ" और "रोगी-व्युत्पन्न" ऑर्गेनोइड्स के बीच सिग्नलिंग की जानकारी की तुलना करके मानव अनुभूति, सीखने और स्मृति के जैविक आधार की खोज की जा सकती है।
दवा विकास: वे पार्किंसंस रोग और माइक्रोसेफली सहित गंभीर न्यूरोडीजेनेरेटिव और न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों के लिए दवाओं के जीव विज्ञान को समझने और विकसित करने में सहायता कर सकते हैं।
क्या 'बायो-कंप्यूटर' व्यावसायिक उपयोग के लिए तैयार हैं?
प्रश्नों का उत्तर नीचे दी गई चिंताओं में निहित है:
छोटा आकार: आज, मस्तिष्क के अंग वास्तविक मानव मस्तिष्क के आकार के लगभग तीन मिलियनवें हिस्से के हैं, जिनकी औसत कोशिका संख्या 100,000 से कम है और व्यास 1 मिमी से कम है।
इसलिए, मस्तिष्क के अंग के आकार में वृद्धि और जैविक शिक्षा में शामिल गैर-न्यूरोनल कोशिकाओं को जोड़ने से मस्तिष्क की कंप्यूटिंग क्षमताओं में मदद मिलेगी।
माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम: माइक्रोफ्लुइडिक सिस्टम अभी तक शोधकर्ताओं द्वारा विकसित नहीं किए गए हैं, जो ऑक्सीजन और पोषक तत्वों के परिवहन और अपशिष्ट उत्पादों को हटाने में मदद करते हैं।
उन्नत विश्लेषणात्मक तकनीकें: वैज्ञानिकों ने अभी तक उन्नत विश्लेषणात्मक तकनीकें (मशीनों की मदद से) विकसित नहीं की हैं ताकि विभिन्न आउटपुट वेरिएबल्स में मस्तिष्क के ऑर्गेनोइड्स में संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तनों को सहसंबंधित किया जा सके।
दीर्घकालिक स्मृति: शोधकर्ताओं के सामने दीर्घकालिक स्मृति विकसित करने की चुनौती है, जिसे वे 1-25 वर्षों के भीतर हासिल कर लेंगे।
नैतिक मुद्दे: बायो-कंप्यूटर से उत्पन्न होने वाले नैतिक मुद्दों से निपटने के लिए कोई टीम नहीं है। बायो-कंप्यूटरों के नैतिक उपयोग के लिए नैतिक दिशा-निर्देश विकसित करने होंगे।
