Et biodatasystem bestående av levende hjerneceller lærte å gjenkjenne en persons stemme efter å ha «lyttet» til hundrevis av lydklipp.

Energieffektivt

Menneskelige hjerneceller koblet til en datamaskin er blitt brukt til talegjenkjenning. Håpet er at kunstig intelligens bygget av biologisk materiale skal bruke langt mindre energi enn silisiumchips.

– Dette er bare «proof-of-concept» for å vise at vi kan gjøre jobben. Vi har fremdeles en lang vei å gå, sier Feng Guo ved Indiana University Bloomington. 

Dyrker frem «minihjerner»

Feng Guo og hans team av forskere dyrker frem hjerneorganoider, små «klumper» av nerveceller som dannes når stamceller dyrkes under bestemte forhold. 

– De er som minihjerner. Det tar to til tre måneder å dyrke organoidene som er noen få millimeter brede og består av så mange som hundre millioner nerveceller, forteller Guo. 

Organoidene plasseres på en anordning som brukes til både å sende elektriske signaler til organoidene og til å registrere når nervecellene reagerer. Forskerne kaller systemet sitt for «Brainoware».

Japanske vokallyder

I talegjenkjenningsoppgaven måtte organoidene lære å gjenkjenne én persons stemme fra 240 lydklipp der åtte personer uttalte japanske vokallyder. Lydklippene ble sendt til organoidene som sekvenser av signaler arrangert i romlige mønstre.

De første svarene fra organoidene hadde en nøyaktighet på 30 til 40 prosent, sier Guo. Etter treningsøkter over to dager økte treffsikkerheten til 70-80 prosent.

Hvis organoidene fikk et medikament som hindret dannelsen av nye forbindelser mellom nervecellene, skjedde det ingen forbedring.

– Treningen besto kun i at lydklippene ble repetert. Det ble ikke gitt noen form for tilbakemelding til organoidene om de hadde rett eller tok feil, forteller Guo.

Researchers at Indiana University Bloomington have developed a functional computer called “Brainoware” by integrating actual human brain tissue with electronics

The team, led by engineer Feng Guo, fed tasks like speech recognition and nonlinear equation prediction to Brainoware+ pic.twitter.com/Nq4l8c1ouf

— Erkan AYAN (@ErkanAYAN2013) December 14, 2023

Bedre enn hjernen

Guos team er ett av flere som forsker på bioinformatikk og levende nerveceller. 

Titouan Parcollet ved University of Cambridge som jobber med konvensjonell talegjenkjenning, utelukker ikke at bioinformatikk efterhvert kan spille en rolle:

– Men det kan også være feil å tro at vi trenger noe som ligner på hjernen for å oppnå det dypinnlæringsmodellene gjør idag. Dagens modeller er faktisk mye bedre enn en hjerne på spesifikke oppgaver.

Kjøp «Usikker vitenskap» av Steven E. Koonin som papirbok og som ebok.