اس کا تصور کرنا شاید مشکل ہو، لیکن ایک سوئس کمپنی نے انسانی دماغ کے زندہ خلیات سے بنا کمپیوٹر ایجاد کیا ہے، جس میں انسانی دماغ کے نیوران کو ڈیٹا بھیجنے، سگنل وصول کرنے اور پروسیس کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ یہ دماغ جیسے اعضاء 100 دن تک زندہ رہ سکتے ہیں اور روایتی پروسیسرز کے مقابلے میں 1 ملین گنا کم توانائی استعمال کر سکتے ہیں، جو مصنوعی ذہانت کے لینگویج ماڈلز کے دھماکے سے پیدا ہونے والے توانائی کے بحران کو ممکنہ طور پر حل کر سکتے ہیں۔ ایسا لگتا ہے کہ مصنوعی عصبی نیٹ ورک اب بھی حیاتیاتی عصبی نیٹ ورک کی طرح موثر نہیں ہیں۔

حالیہ برسوں میں، مصنوعی ذہانت (AI) ٹیکنالوجی کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، سائنس دان کمپیوٹنگ کی صلاحیتوں کو بڑھانے کے لیے مصنوعی اعصابی نیٹ ورک بنا کر انسانی دماغ کی نقل کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ تاہم، جیسے جیسے مصنوعی عصبی نیٹ ورک تیزی سے پیچیدہ ہو رہے ہیں، ان کے لیے درکار توانائی بھی بڑھ رہی ہے۔ ایک اندازے کے مطابق 2030 تک وہ عالمی بجلی کا 3.5 فیصد استعمال کریں گے۔ NVIDIA کے بانی ہوانگ Renxun نے یہاں تک کہا کہ AI کو 14 زمینوں کو جلانے کے برابر توانائی کی ضرورت ہوگی۔

سائنس دان AI کی توانائی کی کھپت کو کم کرنے کے طریقے تلاش کر رہے ہیں اور انہوں نے پایا کہ ہمارے دماغوں کے پاس پہلے سے ہی ایک تیار حل موجود ہے: مصنوعی اعصابی نیٹ ورکس کی تعمیر کے لیے حقیقی انسانی دماغی خلیات کا استعمال۔ آخر کار، GPT-3 جیسے تربیتی لینگویج ماڈلز کو 10 گیگا واٹ گھنٹے توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، جب کہ انسانی دماغ کو 0.3 گھنٹے کام کرنے والے 86 بلین نیورونز کو طاقت دینے کے لیے صرف 24 کلو واٹ گھنٹے فی دن کی ضرورت ہوتی ہے۔

اس سے متاثر ہو کر، FinalSpark نامی ایک سوئس اسٹارٹ اپ کمپنی نے زندہ دماغی خلیات کو کمپیوٹنگ سرنی کے طور پر استعمال کیا، انہیں کمپیوٹر سے جوڑ کر ایک نیا طریقہ بنایا جو حیاتیات اور کمپیوٹنگ ٹیکنالوجی کو ملاتا ہے: حیاتیاتی کمپیوٹر پلیٹ فارم نیوروپلیٹفارم سسٹم۔ یہ نظام روایتی بٹ پر مبنی کمپیوٹرز کے مقابلے میں بہت کم توانائی استعمال کرتا ہے۔

FinalSpark کا حیاتیاتی کمپیوٹر پلیٹ فارم 16 لیبارٹری سے تیار کردہ انسانی دماغی سیل کلسٹرز کو جوڑتا ہے، جنہیں آرگنائیڈز کہا جاتا ہے، ہر ایک ایک صف میں رکھا ہوا ہے اور آٹھ الیکٹروڈز کے ذریعے بیرونی نظاموں سے جڑا ہوا ہے۔ ایک مائکرو فلائیڈک نظام ان آرگنائڈز کو ان کے حیاتیاتی افعال کو برقرار رکھنے کے لیے پانی اور غذائی اجزاء فراہم کرتا ہے۔ یہ نقطہ نظر، جسے ویٹ ویئر کمپیوٹنگ کے نام سے جانا جاتا ہے، لیبارٹری میں کاشت شدہ آرگنائڈز کی صلاحیتوں کا فائدہ اٹھاتا ہے- ایک ایسی ٹیکنالوجی جو حالیہ برسوں میں ابھری ہے جس سے سائنسدانوں کو انفرادی اعضاء کی چھوٹی نقلوں کا مطالعہ کرنے کی اجازت دی گئی ہے۔

سیدھے الفاظ میں، عصبی خلیات کو کلچر ڈشز میں رکھا جاتا ہے اور نیورون گروتھ میڈیم کا استعمال کرتے ہوئے پرورش پاتے ہیں، دماغی گیندوں (فرنٹل آرگنائڈز، ایف او) میں 2.5 ملی میٹر قطر کے ساتھ بڑھتے ہیں۔ اس کے بعد یہ آٹھ الیکٹروڈز پر مشتمل ملٹی الیکٹروڈ سرنی (MEA) پر رکھے جاتے ہیں، جو ایک دور دراز سے قابل رسائی الیکٹرو فزیولوجیکل ٹیسٹنگ سسٹم سے جڑے ہوتے ہیں۔ تعاملات اور کنٹرولز کو حسب ضرورت صارف انٹرفیس یا ازگر اسکرپٹس کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے۔

لیکن یہ کیسے حساب کرتا ہے؟ کلید ہر دماغی گیند کے نیچے آٹھ الیکٹروڈز میں ہے۔ سائنس دان مختلف شدت اور فریکوئنسی کے برقی محرکات، ڈوپامائن کے ساتھ اجروثواب حاصل کرکے، اور پھر نیوران سے برقی سگنلز کو ریکارڈ کرکے آرگنائڈز کے اندر نیورون کی سرگرمی کو اکساتے ہیں۔ یہ سگنلز تجزیہ اور پروسیسنگ کے لیے کمپیوٹر میں منتقل کیے جاتے ہیں، جیسا کہ مصنوعی عصبی نیٹ ورکس میں ڈیٹا پروسیسنگ کی طرح ہے۔

FinalSpark کے حیاتیاتی کمپیوٹر پلیٹ فارم میں 16 دماغی آرگنائڈز سے منسلک چار ملٹی الیکٹروڈ صفیں ہیں۔ ان آرگنائڈز کی محدود عمر کی وجہ سے، جو کہ زیادہ سے زیادہ حالات میں 100 دن تک چل سکتا ہے، سائنسدانوں نے گزشتہ تین سالوں میں 1,000 سے زیادہ دماغی آرگنائڈز کو کلچر اور تبدیل کیا ہے، جس سے 18TB سے زیادہ ڈیٹا اکٹھا کیا گیا ہے۔

بلاشبہ، FinalSpark پہلی ٹیم نہیں ہے جس نے تحقیقات کو حیاتیاتی نظام سے جوڑنے کی کوشش کی۔ 2023 میں، ریاستہائے متحدہ میں محققین نے ایک بائیو پروسیسر تیار کیا جو کمپیوٹر ہارڈویئر کو دماغ کے آرگنائڈز سے جوڑتا ہے اور اسے تقریر کے نمونوں کو پہچاننا سکھایا۔

فی الحال، FinalSpark کا حیاتیاتی کمپیوٹر پلیٹ فارم بنیادی طور پر تحقیقی مقاصد کے لیے استعمال ہوتا ہے اور یہ بیرونی تعلیمی گروپس کے لیے مفت دستیاب ہے۔ پلیٹ فارم کا استعمال کرتے ہوئے چار منصوبوں نے پہلے ہی اہم نتائج حاصل کیے ہیں۔ تاہم، FinalSpark ویٹ ویئر کمپیوٹنگ تجرباتی پروٹوکول کی ایک وسیع رینج کو سنبھالنے کے لیے پلیٹ فارم کی صلاحیتوں کو بڑھانے کا ارادہ رکھتا ہے، جیسے کہ مالیکیولز اور ادویات کو آرگنائڈز میں انجیکشن لگا کر ٹیسٹنگ۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اس ٹیکنالوجی کی ممکنہ ایپلی کیشنز زیادہ توانائی کے موثر کمپیوٹنگ طریقوں سے آگے بڑھ سکتی ہیں اور آرگنائڈ ریسرچ کو بھی آگے بڑھا سکتی ہیں۔

انسانی دماغ کے بافتوں سے بنائے گئے بائیو کمپیوٹرز قدرتی ڈیزائن میں شامل بعض برتریوں کو ظاہر کرتے ہیں، خاص طور پر توانائی کی کارکردگی کے لحاظ سے۔ یہ تحقیق نہ صرف کمپیوٹنگ اور مصنوعی ذہانت کے بارے میں ہماری روایتی سمجھ کو چیلنج کرتی ہے بلکہ حیاتیات اور ٹیکنالوجی کے انضمام کے لیے نئے امکانات بھی کھولتی ہے۔ اخلاقی تحفظات کے باوجود (مطالعہ تجارتی طور پر دستیاب سیل لائنوں کا استعمال کرتا ہے، اس لیے کسی اخلاقی منظوری کی ضرورت نہیں ہے)، توانائی کی کارکردگی اور کمپیوٹیشنل صلاحیت میں اس بائیو کمپیوٹر ٹیکنالوجی کے ممکنہ فوائد ناقابل تردید ہیں۔ مستقبل کی تحقیق سے اس ٹیکنالوجی کے مزید استعمال سامنے آئیں گے، جو توانائی کے عالمی بحران سے نمٹنے میں اہم کردار ادا کر سکتی ہیں۔

مجھے لگتا ہے کہ اس قسم کا کمپیوٹر اس سے کہیں زیادہ پیچیدہ ہوسکتا ہے۔ یہ ممکنہ طور پر انسانی دماغ اور کمپیوٹرز کے درمیان قریبی، اگر ہموار نہیں تو، انضمام کو قابل بنا سکتا ہے، ایک نئی قسم کے جدید بائیو ہائبرڈ انسانوں کو تخلیق کر سکتا ہے، اور غیر ترمیم شدہ انسانوں کو بہت پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ کیا انسانی ارتقاء ایک نازک موڑ پر پہنچ گیا ہے؟ مستقبل کیا ہے نامعلوم ہے، اور جو جانتے ہیں وہ اب انسان نہیں سمجھے جا سکتے ہیں۔

یہ تحقیق 2 مئی کو جرنل فرنٹیئرز ان آرٹیفیشل انٹیلی جنس میں شائع ہوئی۔