Этично ли использовать клетки человеческого мозга для производства компьютерных чипов?
Ученые работают над тем, как объединить человеческие клетки с компьютерными чипами - но действительно ли это то, что мы должны делать?
На дворе 2030 год, и мы находимся на крупнейшей в мире технологической конференции CES в Лас-Вегасе. Толпа собралась посмотреть, как крупная технологическая компания представляет свой новый смартфон. Генеральный директор выходит на сцену и объявляет о выпуске смартфона Nyooro, содержащего самый мощный процессор, который когда-либо использовался в телефонах. Nyooro может выполнять поразительные квинтиллионы операций в секунду, что в тысячу раз быстрее, чем смартфоны 2020 года. Он также в десять раз более энергоэффективен, а его батареи хватает на десять дней.
Журналист спрашивает: "Какой технологический прогресс позволил добиться такого огромного прироста производительности?". Генеральный директор отвечает: "Мы создали новый биологический чип с использованием выращенных в лаборатории человеческих нейронов. Эти биологические чипы лучше кремниевых, потому что они могут менять свою внутреннюю структуру, адаптируясь к характеру использования пользователя, что приводит к огромному росту эффективности".
Другой журналист спрашивает: "Разве не существуют этические проблемы, связанные с компьютерами, в которых используется человеческое мозговое вещество?"
Хотя название и сценарий вымышлены, это вопрос, с которым мы должны столкнуться сейчас. В декабре 2021 года мельбурнская компания Cortical Labs вырастила группы нейронов (клеток мозга), которые были встроены в компьютерный чип. Получившийся гибридный чип работает потому, что и мозг, и нейроны говорят на одном языке: электричестве.
В кремниевых компьютерах электрические сигналы проходят по металлическим проводам, которые соединяют различные компоненты вместе. В мозге нейроны общаются друг с другом с помощью электрических сигналов через синапсы (соединения между нервными клетками). В системе Dishbrain компании Cortical Labs нейроны выращиваются на кремниевых чипах. Эти нейроны действуют как провода в системе, соединяя различные компоненты. Главное преимущество этого подхода заключается в том, что нейроны могут менять свою форму, расти, воспроизводиться или умирать в ответ на требования системы.
Dishbrain может научиться играть в аркадную игру Pong быстрее, чем обычные системы искусственного интеллекта. Разработчики Dishbrain заявляют: "Ничего подобного раньше не существовало... Это совершенно новый способ существования. Слияние кремния и нейрона".
В Cortical Labs считают, что их гибридные чипы могут стать ключом к таким сложным рассуждениям, которые не под силу современным компьютерам и искусственному интеллекту. Другая компания Koniku, создающая компьютеры из выращенных в лаборатории нейронов, считает, что ее технология произведет революцию в нескольких отраслях, включая сельское хозяйство, здравоохранение, военные технологии и безопасность в аэропортах. Другие типы органических компьютеров также находятся на ранних стадиях разработки.
Хотя кремниевые компьютеры преобразили общество, они все еще превосходят мозг большинства животных. Например, мозг кошки содержит в 1 000 раз больше данных, чем средний iPad, и может использовать эту информацию в миллион раз быстрее. Человеческий мозг с его триллионом нейронных связей способен выполнять 15 квинтиллионов операций в секунду.
Сегодня этот показатель может быть достигнут только с помощью массивных суперкомпьютеров, потребляющих огромное количество энергии. Человеческий мозг потребляет всего 20 ватт энергии, то есть примерно столько же, сколько требуется для питания лампочки. Для хранения такого же объема данных, содержащихся в одном человеческом мозге, в современных центрах хранения данных потребовалось бы 34 угольные электростанции, вырабатывающие 500 мегаватт в час.
Компаниям не нужны образцы тканей мозга доноров, они могут просто вырастить нужные им нейроны в лаборатории из обычных клеток кожи, используя технологии стволовых клеток. Ученые могут сконструировать клетки из образцов крови или биопсии кожи в тип стволовых клеток, которые затем могут стать клетками любого типа в человеческом организме.
Однако в связи с этим возникают вопросы о согласии доноров. Знают ли люди, предоставляющие образцы тканей для технологических исследований и разработок, что они могут быть использованы для создания нейронных компьютеров? Должны ли они знать об этом, чтобы их согласие было действительным?
Несомненно, люди будут гораздо охотнее жертвовать клетки кожи для исследований, чем ткани мозга. Одним из препятствий для пожертвования мозга является то, что мозг считается связанным с вашей личностью. Но в мире, где мы можем выращивать мини-мозги практически из любого типа клеток, имеет ли смысл проводить такое различие?
Если нейрокомпьютеры станут обычным явлением, мы столкнемся с другими проблемами донорства тканей. В исследовании Cortical Lab совместно с Dishbrain было обнаружено, что нейроны человека быстрее обучаются, чем нейроны мышей. Может ли быть разница в производительности в зависимости от того, чьи нейроны используются? Смогут ли Apple и Google создавать молниеносные компьютеры, используя нейроны наших лучших и самых ярких современников? Сможет ли кто-то получить ткани умерших гениев, таких как Альберт Эйнштейн, для создания специализированных нейронных компьютеров ограниченной серии?
Такие вопросы носят весьма спекулятивный характер, но затрагивают более широкие темы эксплуатации и компенсации. Рассмотрим скандал вокруг Генриетты Лакс, афроамериканки, чьи клетки были широко использованы в медицинских и коммерческих исследованиях без ее ведома и согласия.
Клетки Генриетты до сих пор используются в приложениях, приносящих огромные доходы фармацевтическим компаниям (в том числе недавно для разработки вакцин COVID. Семья Лакс до сих пор не получила никакой компенсации. Если нейроны донора в конечном итоге будут использованы в таких продуктах, как воображаемый Nyooro, должны ли они иметь право на часть прибыли, полученной от этих продуктов?
Другой ключевой этический вопрос, касающийся нейронных компьютеров, заключается в том, смогут ли они развить сознание в той или иной форме и испытывать боль. Будет ли вероятность того, что нейронные компьютеры будут испытывать боль, выше, чем компьютеры на основе кремния? В эксперименте Pong система Dishbrain подвергается воздействию шумных и непредсказуемых стимулов, когда она отвечает неправильно (лопатка промахивается по мячу), и предсказуемых стимулов, когда она отвечает правильно. По крайней мере, возможно, что такая система может начать воспринимать непредсказуемые стимулы как боль, а предсказуемые - как удовольствие.
Главный научный сотрудник Cortical Labs Бретт Каган сказал:
"Полностью информированное согласие донора имеет первостепенное значение. У любого донора должна быть возможность достичь соглашения о компенсации в рамках этого процесса, а его телесная автономия должна уважаться без принуждения".
Как недавно обсуждалось в одном из исследований, нет никаких доказательств того, что нейроны на блюде имеют какой-либо качественный или сознательный опыт, поэтому они не могут быть расстроены и, не имея болевых рецепторов, не могут чувствовать боль. Нейроны эволюционировали, чтобы обрабатывать информацию всех видов". Оставаться полностью без стимуляции, как это делается в лабораториях по всему миру, не является естественным состоянием для нейрона. Вся эта работа позволяет нейронам вести себя так, как задумано природой на самом базовом уровне".
Люди тысячелетиями использовали животных для выполнения физической работы, несмотря на то, что это часто приводило к негативному опыту для животных. Будет ли использование органических компьютеров для когнитивного труда более этически проблематичным, чем использование вола для тяги телеги?
Мы находимся на ранних стадиях нейронных вычислений, и у нас есть время подумать над этими вопросами. Мы должны сделать это до того, как продукты, подобные "Nyooro", перейдут из разряда научной фантастики в магазины.
Джулиан Савулеску, приглашенный профессор биомедицинской этики, Детский исследовательский институт Мердока; заслуженный приглашенный профессор права, Мельбурнский университет; кафедра практической этики Уэхиро, Оксфордский университет; Кристофер Гингелл, научный сотрудник по биомедицинской этике, Мельбурнский университет, и Цутому Саваи, доцент гуманитарных и социальных наук, Университет Хиросимы.