మెదడు కంప్యూటర్‌ జీవకంప్యూటర్‌!

కంప్యూటింగ్‌ రంగంలో సరికొత్త విధానం రూపుదిద్దుకుంటోందా? కృత్రిమ మేధ నుంచి వెనక్కు మళ్లి, మనం ఎక్కడ మొదలెట్టామో తిరిగి అక్కడికే చేరుకోనున్నామా? తాజా పరిశోధనలు అలాంటి సంకేతాలే ఇస్తున్నాయి. ప్రపంచమంతా కృత్రిమ మేధ (ఆర్టిఫిషియల్‌ ఇంటెలిజెన్స్‌- ఏఐ) విప్లవాత్మక మార్పులను కీర్తిస్తున్న వేళ సహజ మేధ.. అదే మనిషి మెదడు అద్భుత సామర్థ్యం కొంగొత్త దారులను చూపిస్తోంది. మెదడు కణాలతో కూడిన జీవ (బయో) కంప్యూటర్ల రూపకల్పనకు శ్రీకారం చుడుతోంది!

కంప్యూటర్లు లేని రంగాన్ని ఊహించుకోవటం కష్టం. మానవ జీవనాన్ని ఇవెంత సులభం చేశాయో! సిలికాన్‌ ఆధారిత కంప్యూటర్లకు మనిషి మెదడును జోడిస్తే? ఇంకెంత గొప్పగా ఉంటుందో కదా. కానీ ఇది సాధ్యమేనా? ప్రముఖ అంతర్జాతీయ శాస్త్రవేత్తల బృందం ప్రకారమైతే అసాధ్యమేమీ కాదు. కంప్యూటర్లను ఆర్గనాయిడ్‌ ఇంటెలిజెన్స్‌(ఓఐ)తో అనుసంధానం చేయటానికి మార్గం సుగగమం చేస్తున్నారు మరి. దీంతో కంప్యూటర్లలో ట్రాన్సిస్టర్లకు బదులు మెదడు కణాలే సమాచారాన్ని నిల్వ చేసుకుంటాయి. వెలికి తీసుకుంటాయి. విడమరచుకుంటాయి.

ఏఐ నుంచి ఓఐకి

చదరంగం వంటి అత్యంత క్లిష్టమైన ఆటల్లోనూ కంప్యూటర్లు మనుషులను ఓడించేస్తున్నాయి. వీటి ఆలోచనా వేగం మనకన్నా గొప్పదని చెప్పటానికి ఇంతకన్నా రుజువేం కావాలి? ఎన్నో పనులను ఇవి చిటికెలో చేస్తున్నాయి మరి. కంప్యూటర్లు, మెదడు నిర్మాణాల మధ్య పోలికలను ఒకసారి చూద్దాం. సమాచారాన్ని గ్రహించటం (ఇన్‌పుట్‌), అవసరమైన సమాచారాన్ని ఇవ్వటం (అవుట్‌పుట్‌), సమాచారాన్ని విడమరచుకొని, విశ్లేషించటం (సెంట్రల్‌ ప్రాసెసింగ్‌), జ్ఞాపకం పెట్టుకోవటం (మెమరీ) కోసం మెదడు, కంప్యూటర్‌ రెండూ విడివిడి సర్క్యూట్లను కలిగి ఉంటాయి. అందుకే కృత్రిమంగా ఆలోచించే యంత్రాల కంప్యూటింగ్‌ నమూనాల కోసం శాస్త్రవేత్తలు మనిషి మెదడునే ఆధారంగా తీసుకున్నారు. అయితే ఈ రెండింటి మధ్యా చాలా వ్యత్యాసం ఉంది. కంప్యూటర్లు సిలికాన్‌ ఆధారితమైనవైతే మెదడు జీవ సంబంధమైంది. మన మెదడు కన్నా కంప్యూటర్లు కనీసం కోటి రెట్ల వేగంతో గణించగలవు. కచ్చితత్వం విషయంలోనూ మనకన్నా మెరుగే. కానీ కొన్ని విషయాల్లో తికమక పడుతుంది. మనం క్రికెట్‌ ఆడుతున్నాం. బ్యాటర్‌ బంతిని కొట్టాడు. బంతి గాల్లోకి లేచింది. క్యాచ్‌ పట్టటానికి ప్రయత్నిస్తున్నాం. బంతి వేగం, దాని దిశను గమనిస్తూ శరీరంలోని కండరాలన్నీ ఒక సమన్వయంతో పనిచేస్తూ.. కాళ్లను అక్కడి వరకు పరుగెత్తించి, చేతులను బంతి కిందికి తెచ్చి ఒడిసి పట్టటానికి సహకరిస్తాయి. ఇదంతా మెదడు ఆలోచనతోనే సాధ్యమవుతుంది. ఇలాంటి సమన్వయంతో కూడిన పనులు కంప్యూటర్‌ పరికరాలకు సాధ్యం కావు. పైగా డిజిటల్‌ కంప్యూటర్‌ కన్నా అతి తక్కువ ఇంధనంతో మెదడు ఈ పనులన్నీ చేయిస్తుంది. అందుకే ఈ రెండింటి మధ్య ఖాళీని పూరించటానికి శాస్త్రవేత్తలు, ఇంజినీర్లు దశాబ్దాలుగా కృషి చేస్తున్నారు. మనిషి మెదడుకు సంబంధించిన మరిన్ని గుణాలను కంప్యూటర్‌ డిజైన్‌కు ఆపాదించటానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. డీప్‌ లెర్నింగ్‌ ఆల్గోరిథమ్‌లతో కూడిన ఏఐ పరిజ్ఞానాలు ఇలా పుట్టుకొచ్చినవే. క్షీరదాల మెదడులోని దృశ్య, శ్రవణ లంబికల స్ఫూర్తితో రూపొందించిన ఇవి వస్తువులను, మాటలను గుర్తించగలుగుతున్నాయి. ఇప్పుడు వీటి సామర్థ్యాలు పరిమితులను అధిగమిస్తున్నాయి. ఇక్కడే ఆర్గనాయిడ్‌ ఇంటెలిజెన్స్‌ ప్రాధాన్యం సంతరిం చుకుంటోంది.

అవయవ ఇంటెలిజెన్స్‌ అంటే?

గత కొద్ది కాలంగా శాస్త్రవేత్తలు మెదడును పోలిన సూక్ష్మ అవయవాలను (బ్రెయిన్‌ ఆర్గనాయిడ్స్‌) వృద్ధి చేయటంపై దృష్టి సారించారు. ఒకరకంగా వీటిని కృత్రిమ మెదడు అవయవాలని అనుకోవచ్చు. ప్రయోగశాలలో మెదడు కణాలతో వీటిని తయారుచేస్తారు. నాడీ కణాలు ఉత్తేజితం కావటం, అనుసంధానాలు ఏర్పడటం వంటి మెదడుకు సంబంధించిన కొన్ని పనులను పరిశీలించటానికివి బాగా ఉపయోగపడతాయి. మందులను అభివృద్ధి చేయటానికి.. పార్కిన్సన్స్‌, అల్జీమర్స్‌ వంటి నాడీ సమస్యలు మెదడు మీద ఎలా ప్రభావం చూపుతాయో అర్థం చేసుకోవటానికీ ఉపయోగపడతాయి. అంతేకాదు.. ఇవి బయోకంప్యూటర్లుగా ఉపయోగపడే వీలుండటమూ గమనార్హం. ఇప్పటికే దీనిపై కార్యాచరణ మొదలైంది. గత సంవత్సరం కార్టికల్‌ ల్యాబ్స్‌ అనే అంకుర సంస్థ శాస్త్రవేత్తలు మెదడు-ఆర్గనాయిడ్‌ కంప్యూటర్‌ను రూపొందించారు. ఇది పాంగ్‌ వీడియో గేమ్‌ను ఆడటం నేర్చుకుంది. మరికొందరు శాస్త్రవేత్తలు 2డీ న్యూరాన్‌ కల్చర్లను కంప్యూటర్‌ చిప్స్‌తోనూ అనుసంధానం చేశారు. ఇవన్నీ కేవలం మానవ చర్మకణాలతోనే పుట్టుకురావటం విశేషం. దాతల నుంచి సేకరించిన చర్మ కణాలను కల్చర్‌ పాత్రలో వేసి వృద్ధి చెందించారు. వీటిని తాము చర్మకణాలనే సంగతిని మరచిపోయేలా చేసి మూలకణాలుగా మార్చారు. ఇలాంటి కణాలు కేశ నాళికలు, కాలేయ కణాలు, నాడీ కణాలు.. ఇలా ఎలాంటి అవయవాల రూపంలోకైనా మారగలవు. వీటికి కొన్ని రసాయనాలను జోడించి, 3డీ మెదడు కణాలుగా వృద్ధి చెందేలా చేయటంలోనూ పరిశోధకులు విజయం సాధించారు. ఇవి క్రమంగా సూక్ష్మ మెదళ్లు(బ్రెయిన్‌ ఆర్గనాయిడ్స్‌)గా వృద్ధి చెందాయి. నాడీ కణాల మధ్య అనుసంధానాలకు కారణమయ్యే పోచల (డెండ్రయిట్స్‌) వంటి భాగాలూ ఏర్పడ్డాయి. దీని ఆధారంగానే 80 మంది ప్రముఖ పరిశోధకులు సూక్ష్మ మెదళ్లను కంప్యూటర్‌తో సమ్మిళితం చేయటానికి కార్యాచరణను ప్రతిపాదించారు. ఆర్గనాయిడ్‌ ఇంటెలిజెన్స్‌కు ఇది పునాది వేసింది. అసంపూర్ణ, విరుద్ధ సమాచారం ఆధారంగా త్వరగా నిర్ణయాలు తీసుకోవటం వంటి మెదడు చేసే కొన్ని పనులకు ఇది ఆస్కారం కలిగిస్తుండటంతో కొత్త ఆశలు రేకెత్తిస్తోంది. దీంతో కంప్యూటర్లు కూడా నిరంతరం నేర్చుకోవటానికి వీలుంటుంది. వీటిని బయోఇంజినీరింగ్‌, మెషిన్‌ లెర్నింగ్‌ వంటి పలు రంగాల్లో వాడుకునేలా మరింత సమర్థంగానూ తీర్చిదిద్దారు. అందుకే ఆర్గనాయిడ్‌ ఇంటెలిజెన్స్‌ను భవిష్యత్‌ తరం కృత్రిమ మేధ కాగలదని భావిస్తున్నారు. కొన్ని సవాళ్లను అధిగమిస్తే త్వరలోనే ఇది సాకరమయ్యేలా కనిపిస్తోంది.

సవాళ్లు ఛేదిస్తే..

ఆర్గనాయిడ్‌ ఇంటెలిజెన్స్‌ను కంప్యూటర్లకు జోడించటానికి సాధించాల్సి చాలానే ఉంది. ఎన్నో సవాళ్లను అధిగమించాల్సి ఉంది. ప్రస్తుతం ఈ సూక్ష్మ మెదళ్ల ప్రమాణాలను నిర్ణయించాల్సి ఉంది. వీటికి ఆక్సిజన్‌, పోషకాల సరఫరా అవసరం. వీటిని వీలైనన్ని ఎక్కువ ఎలక్ట్రోడ్లతో అనుసంధానం చేయాల్సి ఉంది. ఇప్పటి సిలికాన్‌ ఆధారిత కంప్యూటర్లతో ఆర్గనాయిడ్‌ మేధ కంప్యూటర్లు పోటీ పడటం ఇప్పుడప్పుడే సాధ్యం కాకపోవచ్చు. అయినప్పటికీ సూక్ష్మ మెదళ్లతో విషయగ్రహణ తీరుతెన్నుల గురించి చాలా నేర్చుకోవచ్చు. మందుల తయారీ, వాతావరణంలో రసాయనాల ప్రతికూల ప్రభావాలను అర్థం చేసుకోవచ్చు. అన్నీ సవ్యంగా కుదిరితే సంప్రదాయ కంప్యూటర్లతో జీవ భాగాలను జోడించటమూ సాధ్యం కావొచ్చని పరిశోధకులు ఆశిస్తున్నారు.

ఇది చాలా పెద్దదిగా చేసిన మెదడు ఆర్గనాయిడ్‌ ఫొటో. దీన్ని థామస్‌ హార్టుంగ్స్‌ ల్యాబ్‌లో ఉత్పత్తి చేశారు. గులాబీ రంగులో ఉన్నవి నాడీ కణాలు. నీలం రంగులో ఉన్నవేమో కణ కేంద్రకాలు. ఎరుపు, ఆకుపచ్చ వంటి ఇతర రంగుల్లో ఉన్నవి సాయం చేసే కణాలు.