Organoid-Intelligenz (OI) – ein Schritt über die siliziumbasierte Künstliche Intelligenz (KI) hinaus?

Während Quantencomputing oft als der nächste große Sprung angepriesen wird, der in unserer Lebenszeit im Bereich des Rechnens stattfinden soll, gibt es einen anderen Ansatz, der ebenso wirkungsvoll sein könnte – Organoid-Intelligenz (OI).

Jeder, der mit Moores Gesetz vertraut ist – das besagt, dass sich etwa alle zwei Jahre die Anzahl der Transistoren, die wir auf einem integrierten Schaltkreis unterbringen können, verdoppelt, während die Kosten halbiert werden – wird wahrscheinlich wissen, dass seine Nützlichkeit dem Ende entgegengeht. Während es seit seiner Beobachtung im Jahr 1965 relativ zuverlässig die Zukunft des Rechnens vorhergesagt hat, haben wir einen Punkt erreicht, an dem grundlegende Beschränkungen ein weiteres Wachstum in diesem Tempo verhindern werden. Die Hauptbeschränkung liegt in den thermischen Anforderungen der Transistoren.

Mit Moores Gesetz, das innerhalb dieses Jahrzehnts obsolet werden wird, und der konventionellen Computertechnik, die ihre Grenzen erreicht, ist es nur eine Frage der Zeit, bis alternative Ansätze wie OI Realität werden.

Was ist Organoid-Intelligenz?

Die Idee und das Potenzial von OI werden aktiv von Forschern der Johns Hopkins University ausgearbeitet. Die Beteiligten beschreiben OI als ein, „…aufstrebendes multidisziplinäres Feld, das daran arbeitet, biologische Computer mithilfe von 3D‑Kulturen menschlicher Gehirnzellen (Gehirn‑Organoide) und Gehirn‑Maschine‑Schnittstellentechnologien zu entwickeln,“

Im Wesentlichen ist OI eine potenzielle Hybridtechnologie, die zukünftige biologische Computer mit einer Gehirn‑zu‑Maschine‑Schnittstelle kombiniert und so ermöglicht, dass gezielte Aufgaben und Lernprozesse durch den Einsatz externer Sensoren/Stimuli stattfinden.

Es sollte beachtet werden, dass fortgeschrittene OI realistisch gesehen noch Jahrzehnte entfernt sein könnte. Obwohl fortgeschrittene OI einige Zeit benötigen wird, ist das Konzept eines, das über Jahrzehnte hinweg durch Forschung an im Labor gezüchteten Geweben entwickelt wurde.

Wie es derzeit aussieht, gibt es bereits erfolgreiche Beispiele von Gehirnzellen, die ‘zielgerichtete’ Aufgaben erlernen. Das prominenteste Beispiel dafür kam Ende 2022, als Forscher des UCL Queen Square Institute of Neurology Laborgezüchtete Zellen dazu brachten, das Videospiel Pong zu spielen.

Warum Organoid-Intelligenz entwickeln?

Der Grund für die Entwicklung von OI ist einfach – wir müssen vorankommen. Biologische Computer und siliziumbasierte Computer haben jeweils ihre eigenen Stärken und Einschränkungen. Zum Beispiel ist das menschliche Gehirn erstaunlich effizient, wenn es um logisches Denken und das Treffen komplexer Entscheidungen geht. Siliziumbasierte Computer hingegen gedeihen bei Aufgaben, die Berechnungen erfordern.

Einer der Forscher hinter OI, Dr. Thomas Hartung, erklärt, dass „Frontier, der neueste Supercomputer in Kentucky, ist eine 600 Millionen‑Dollar‑ und 6.800‑Quadrat‑Fuß‑große Anlage. Erst im Juni letzten Jahres übertraf er zum ersten Mal die Rechenkapazität eines einzelnen menschlichen Gehirns – jedoch mit dem millionenfach höheren Energieverbrauch“

Einfach ausgedrückt hat OI das Potenzial, schneller, intelligenter, vielseitiger und effizienter zu sein als alle bestehenden Rechenansätze. Die aktuelle Forschung zu seiner Entwicklung legt lediglich das Fundament für das, was nach Erreichen der Grenzen siliziumbasierter Computer kommt. Ohne OI könnte das technologische Wachstum schließlich stagnieren.

Derzeit haben Forscher angegeben, dass ein großer Fokus darauf liegt, die Herstellung robuster Organoide zu skalieren. Aktuell untersuchte Gehirn‑Organoide sind dreidimensionale Strukturen, die aus etwa 50.000 Zellen bestehen. Um etwas zu erreichen, das OI ähnelt, müsste diese Zahl vielfach erhöht werden. In naher Zukunft glauben einige, dass bestehende siliziumbasierte KI als Zwischenlösung dienen könnte, um neue Methoden dafür zu entwickeln.

Mögliche Anwendungsfälle

Springen wir ins Jahr 2050. Grundlegende OI ist nun eine praktikable Technologie, die eingesetzt werden kann. Biologische Computer können nun KI‑Algorithmen ausführen, die nicht mehr durch die Beschränkungen siliziumbasierter Systeme behindert werden. In welchen Bereichen kann OI und die dafür geleistete Forschung unser Verständnis voranbringen?

Neurologische Störungen

Ob Alzheimer, Autismus, Schizophrenie oder eine andere neurologische Störung – die Forschung an OI und der Technologie selbst hat das Potenzial, Licht auf deren zugrunde liegende Pathologien zu werfen. Darüber hinaus würde nicht nur unser Verständnis der Krankheiten selbst zunehmen, sondern auch unsere Fähigkeit, Medikamente und Lösungen zu ihrer Behandlung zu entwickeln.

Aufnahme, Interpretation, Integration

Ähnlich wie die Forschung an OI unser Verständnis neurologischer Störungen verbessern kann, wird sie auch ein viel tieferes Verständnis dafür liefern, wie ein gesundes Gehirn funktioniert und sich entwickelt. Das bedeutet, dass wir betrachten, wie das menschliche Gehirn,

• nimmt Informationen auf
• interpretiert Informationen
• integriert Informationen in seine bestehende Datenbank

Indem wir jedes dieser Elemente besser verstehen, können wir unsere Jugend effizienter unterrichten und unser Gehirnpotenzial während unseres gesamten Lebens optimal nutzen.

Echte Bedenken

Nicht überraschend wirft eine Technologie wie OI mehrere Bedenken auf. Forscher sprechen schließlich davon, Laborgezüchtete Gehirnzellen zu manipulieren und zu testen. Vor diesem Hintergrund sind hier zwei der Probleme, die zweifellos eine große Rolle bei der zukünftigen Entwicklung von OI spielen werden.

Die Singularität

So beeindruckend das menschliche Gehirn auch ist, es hat seine Grenzen – und OI dreht sich genau darum, diese zu überschreiten. Wenn es gelingt, könnte OI die Technologie sein, die eines Tages die Singularität hervorbringt – ein Zeitpunkt, an dem die Technologie ein Maß an Intelligenz erreicht, bei dem ihr Wachstum unkontrollierbar und nicht mehr aufzuhalten ist. Es ist der Durchbruchspunkt. Obwohl dies jetzt noch weit hergeholt klingt, ist dieses Szenario für das Jahr 2050 vorgesehen.

Viele glauben, dass zu diesem Zeitpunkt die Technologie selbstbewusst werden könnte. Diese Idee wird von Ray Kurzweil in seinem Buch ‘The Singularity is Near’ untersucht. In seinen Schriften gibt Kurzweil an, dass er glaubt, die Singularität werde etwa 2045 eintreten.

Menschen fürchten Veränderungen und das, was sie nicht verstehen. Vielleicht ist genau das der Grund, warum wir ständig fiktive Werke produzieren, die sich eine selbstbewusste Technologie als bösartig vorstellen. Eine Warnung, die Angst und Besorgnis gegenüber etwas schüren soll, das eines Tages unser Verständnis übersteigen könnte.

Ethik

Da die Forschung an OI das Studium von Gehirnzellen beinhaltet, ist es vernünftig, die damit verbundenen ethischen Fragen zu berücksichtigen. Während die Technologie fortschreitet und Teststrukturen immer komplexer werden, wie bestimmen wir den Zeitpunkt, an dem es nicht mehr menschlich ist, bestimmte Medikamente oder Stimuli zu testen?

Abschließendes Wort

Im Jahr 2023 ist OI noch nicht einmal ein vollständig ausgereiftes Konzept. Es ist eine vorgestellte Technologie, die Technologien kombinieren wird, die sich selbst noch nicht weiterentwickelt haben. Trotz alledem ist das Potenzial für Fortschritte in unserem Verständnis des menschlichen Gehirns und der Rechenfähigkeiten – gelinde gesagt – verlockend.