ब्रेनोवेयर (brainware)

संदर्भ

वैज्ञानिकों ने एक नए प्रकार के बायोकंप्यूटर के निर्माण के लिए मानव मस्तिष्क के वास्तविक ऊतकों को इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ जोड़ा है।

संबंधित तथ्य 

•  ज्ञात हो कि ब्रेनोवेयर (Brainware) ‘ऑर्गनॉइड न्यूरल नेटवर्क’ (Organoid Neural Network) के निर्माण के लिए न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग (Neuromorphic computing) के दायरे का विस्तार करेगा जो आवाजों की पहचान तथा जटिल गणितीय समस्याओं को हल कर सकता है।

ऑर्गेनॉइड (Organoids)

• ऑर्गेनॉइड त्रि-आयामी संरचनाओं को संदर्भित करता है जो आमतौर पर मूल कोशिकाओं से उत्पन्न होती हैं। 
• इन संरचनाओं में शरीर के भीतर विशिष्ट अंगों की संरचना और कार्यक्षमता दोनों का अनुकरण करने की क्षमता होती है।
• मस्तिष्क ऑर्गेनोइड्स: ये मस्तिष्क कोशिकाओं के त्रि-आयामी समुच्चय हैं। 
  • इनका निर्माण मानव प्लुरिपोटेंट स्टेम कोशिकाओं (Human Pluripotent Stem cells) से किया जाता है (जो कोशिकाएँ मानव शरीर में लगभग किसी भी प्रकार की कोशिका के रूप में विकसित हो सकती हैं तथा वे मस्तिष्क कोशिकाओं के रूप में भी विकसित हो जाती हैं)। 
  • मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड न्यूरॉन जनक कोशिकाओं (Neuron Progenitor cells), प्रारंभिक चरण के न्यूरॉन्स (Neurons), परिपक्व न्यूरॉन्स (Mature Neurons) और एस्ट्रोसाइट्स (Astrocytes) (कोशिकाएँ जो न्यूरॉन्स को बनाए रखते हैं और उनकी रक्षा करते हैं) के समूह होते हैं।

ऑर्गेनॉइड न्यूरल नेटवर्क (Organoid Neural Networks)

ये स्वयं-संगठित मस्तिष्क जैसी संरचनाओं के कार्य में परिवर्तन के फलस्वरूप निर्मित होती हैं जिन्हें ऑर्गेनॉइड कहा जाता है जो वास्तविक मस्तिष्क के समान नेटवर्क बनाने के लिए माइक्रोइलेक्ट्रोड एरे (Microelectrode Arrays, MEAs) से जुड़े होते हैं।

ब्रेनोवेयर की कार्यप्रणाली 

इसके माध्यम से मस्तिष्क ऑर्गेनॉइड को माइक्रोइलेक्ट्रोड से जोड़ा जाता है, जिससे एक ऑर्गेनॉइड न्यूरल नेटवर्क का निर्माण होता है, जो कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क (Artificial Neural Network) में एक जीवित घटक की तरह कार्य करता है। 

• इस नेटवर्क को एक कोशिकीय कंप्यूटर में एकीकृत किया गया, जिसमें तीन परतें शामिल थीं: इनपुट, कोशिकीय और आउटपुट। 

ब्रेनोवेयर की कौशल क्षमता का वैज्ञानिक प्रदर्शन

• दो चर के आधार पर निर्मित ग्राफ के माध्यम से हेनॉन मानचित्र (Hnon map) की सटीक भविष्यवाणी की जाती है। 
• इसने व्यक्तियों द्वारा बोले जाने वाले जापानी स्वर वर्णों की भी पहचान की तथा केवल दो दिनों में 240 ऑडियो नमूनों के अध्ययन के बाद 78% सटीकता प्राप्त कर ली है।

ब्रेनवेयर के संभावित अनुप्रयोग

• पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित मशीनों की तुलना में तीव्रता से सीखना और अधिक ऊर्जा-कुशल होना। 
  • AI हार्डवेयर के विपरीत समय और ऊर्जा की माँग को कम करने के साथ ही मस्तिष्क कोशिकाएँ यादों को संग्रहीत करती हैं और दोनों को भौतिक रूप से अलग किए बिना डेटा का उपयोग करती हैं।
• कृत्रिम बुद्धिमत्ता के अनुप्रयोगों की वर्तमान सीमाओं से निपटने के लिए। 
• चिकित्सा विज्ञान और उपचार जैसे क्षेत्रों में प्रगति को सक्षम बनाना।
  • यह सीखने की प्रक्रिया, तंत्रिका विकास और मानसिक रोगों के उपचार में मौलिक अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा। 
  • इसका उपयोग नए उपचार विज्ञान के परीक्षण के लिए प्रीक्लिनिकल मॉडल (Preclinical Model) विकसित करने में भी किया जा सकता है।

ब्रेनवेयर से संबंधित चुनौतियाँ

• तकनीकी चुनौतियाँ: विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं के मिश्रण के कारण जैविक तंत्रिका नेटवर्क को बनाए रखने के लिए तकनीकी विशेषज्ञता और बुनियादी ढाँचे की आवश्यकता होती है। 
• नैतिक चिंता: यह चिंतनीय है कि चेतना की स्थिति में मशीनीकृत तरीके के बिना ऑर्गेनोइड का उपयोग करना उचित होगा या नहीं।

निष्कर्ष

यह अनुसंधान निश्चित रूप से ‘ऑर्गेनॉइड इंटेलिजेंस’ (Organoid Intelligence) के क्षेत्र में एक अभूतपूर्व अन्वेषण है, जो अनुकूलित कोशिकीय कंप्यूटिंग को अपनाने के लिए ‘ब्रेन ऑर्गेनॉइड’ के संभावित उपयोग को प्रदर्शित करता है।

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