Computer werden zwar immer leistungsfähiger. In Sachen Energieeffizienz sind biologische Gehirne den Computern aber immer noch weit überlegen. Einige Forschungsgruppen arbeiten deshalb daran, miteinander vernetzte biologische Neuronen als Bestandteile hybrider Computer zu verwenden. Das Schweizer Startup Finalspark stellt für Forschungen dieser Art nun eine Online-Plattform zur Verfügung, mit der Forschende remote auf 16 Gehirn-Organoide zugreifen und darüber in die Wetware Daten eingeben und auch wieder auslesen können. Ihr Ziel: „organische Intelligenz“ zu entwickeln.

Organoide sind im Labor erzeugte Mini-Organe, die die biologische Funktion des natürlichen Vorbilds nachbilden sollen – sie werden vor allem für medizinische Zwecke verwendet, unter anderem zur Erforschung von Hirnkrankheiten oder für Medikamenten-Tests. Es gibt allerdings auch Forschende, die ethische Bedenken geltend machen, denn sie halten es für möglich, dass die Organoide eine Art rudimentäres Bewusstsein entwickeln könnten. Als ein Indiz dafür verweisen sie darauf, dass die Organoide Gehirnwellen-Muster entwickeln.

Gehirn-Organoide werden aus umprogrammierten menschlichen Hautzellen gezüchtet. Während des Wachstums vernetzen sich die Neuronen in den Organoiden miteinander. Im Prinzip sind sie also nichts anderes als die künstlichen neuronalen Netze, auf denen viele der aktuellen KI-Modelle beruhen. Allerdings gibt es einen entscheidenden Unterschied: Während des Trainings werden die Parameter für die Vernetzung der künstlichen Neuronen untereinander so lange angepasst, bis das künstliche Netz zu jedem Input aus den Trainingsdaten den gewünschten, richtigen Output liefert. Das ist bei Organoiden so direkt nicht möglich. Dazu braucht es indirekt Methoden – geeignete Stimulationen, die das Netz in die gewünschte Richtung entwickeln. Wie genau das funktionieren kann, ist allerdings noch Teil der Forschung.

2022 gelang es Forschenden in Australien um das Startup Cortical Labs, eine Zellkultur darauf zu trainieren, das Computerspiel Pong zu spielen. Allerdings waren das einzelne Neuronen in einer Zellkultur und keine Organoide. Diese enthalten ein viel größere Zahl von Neuronen, die bereits miteinander vernetzt sind. Die Frage ist nur, wie sich diese Vernetzung aktiv steuern lässt.

Dass sich Gehirn-Organoide – jedenfalls im Prinzip – auch als biologische Computer verwenden lassen, konnten Feng Guo von der Indiana University Bloomington und sein Team Ende 2023 zeigen: Ihnen gelang es mithilfe von Organoiden, Aufnahmen menschlicher Stimmen den jeweiligen Sprechern zuzuordnen.

Finalspark will mit seiner Plattform die Forschung auf diesem Gebiet nun schneller vorantreiben. Das System bietet Forschenden Online-Zugriff auf 16 Organoide, die jeweils rund 100 Tage leben. Jedes Organoid liegt in einer Nährflüssigkeit auf einem Gitter mit acht Elektroden, mit denen Signale eingespeist und ausgelesen werden können. Die Plattform enthält vier solcher Multi-Elektroden-Arrays, in denen jeweils vier Organoide untersucht werden können. Dazu können die Forschenden auf Software-Bibliotheken von Finalspark zurückgreifen.