Weltweit erstes biologisches Rechenzentrum nutzt 16 Millionen lebende menschliche Neuronen zur Datenverarbeitung

Das Unternehmen gibt an, dass menschliche Neuronen aus Blut gewonnen und anschließend in Stammzellen umgewandelt werden. Es versichert der Öffentlichkeit, dass die Zellen nicht aus menschlichen Gehirnen oder fötalem Gewebe stammen. Die Neuronen befinden sich auf einem Mikroelektroden-Array (MEA): einem Glas-/Siliziumchip, der mit Hunderten bis Tausenden winziger Elektroden bedeckt ist, die sowohl stimulieren als auch aufzeichnen können. Bei der öffentlichen Präsentation geht es um die Energiekrise der KI, nicht um FLOPS. Cortical Labs und DayOne argumentieren, dass Wetware Informationen mit einem Bruchteil der Leistungsaufnahme eines GPU-Racks verarbeiten kann. Unheimlich. ⁃ Patrick Wood, Herausgeber.

Der Prototyp verfügt über 20 biologische CL1-Recheneinheiten in einem einzigen Server-Rack.

Forscher in Singapur haben gerade den Prototyp eines neuartigen Rechenzentrums vorgestellt, das lebende menschliche Neuronen zur Verarbeitung von Informationen nutzt, anstatt sich vollständig auf Siliziumchips zu verlassen.

Das Projekt wurde von der Yong Loo Lin School of Medicine an der National University of Singapore (NUS Medicine) ins Leben gerufen. Für die Entwicklung des Prototyps arbeitete die Universität mit dem Rechenzentrumsentwickler DayOne und dem Biocomputing-Startup Cortical Labs zusammen.

Das am NUS Life Sciences Institute eingerichtete Biological Data Centre besteht aus 20 biologischen CL1-Recheneinheiten. Der CL1 ist der weltweit erste kommerzielle, programmierbare biologische Computer. Er wird von 800.000 im Labor gezüchteten menschlichen Gehirnzellen angetrieben.

Rickie Patani, PhD, Professor für Neurowissenschaften an der NUS Medicine, wies darauf hin, dass es sich dabei um das weltweit erste unabhängig betriebene, biologisch integrierte Server-Rack handelt. „Diese Partnerschaft markiert einen echten Wandel in der Art und Weise, wie wir über Computing und sein breiteres wissenschaftliches Potenzial denken“, sagte Rickie Patani, PhD, Professor für Neurowissenschaften an der NUS Medicine.

Gehirnzellen bei der Arbeit

Herkömmliche Rechenzentren basieren auf Siliziumprozessoren und universell einsetzbaren Central Processing Units (CPUs). Sie verwenden in der Regel eine Standard-Luftkühlung, um Arbeitslasten wie Cloud Computing, Webhosting und Datenbankspeicherung zu bewältigen.

Biologisches Computing hingegen nutzt Wetware zur Datenverarbeitung. Diese besteht aus lebenden Neuronen, die aus Stammzellen gezüchtet werden. Die Neuronen werden über Mikroelektroden-Arrays mit Computerhardware verbunden. Diese ermöglichen es, elektrische Signale zwischen den biologischen Zellen und digitalen Systemen zu übertragen.

Dieser Ansatz birgt ein doppeltes Versprechen. „Indem wir lebende menschliche Neuronen aus Stammzellen züchten und diese mit modernster Technik kombinieren, schaffen wir nicht nur eine effizientere Alternative zu Silizium, sondern auch eine Plattform, die uns helfen kann, Lernen und Anpassung an ihrer biologischen Quelle zu verstehen“, fügte Patani hinzu.

Das Team präsentierte das System am 6. August. Die Veranstaltung umfasste die Integration von Mikroelektroden-Arrays und die neuronale Netzwerkaktivität in Echtzeit. Mehr als 80 Gäste sahen die CL1- und Cortical-Cloud-Einheiten in Betrieb.

Bereit für den realen Einsatz

NUS Medicine wird das Fachwissen für die Erhaltung der lebenden Zellen bereitstellen. Das Team wird sie unter der Leitung von Patani züchten und pflegen. Die Forscher gehen davon aus, dass biologisches Computing mit einem Bruchteil der Energie betrieben werden könnte, die herkömmliche digitale Computer benötigen.

Dies könnte an Bedeutung gewinnen, da KI den Stromverbrauch von Rechenzentren erhöht. Laut der IEA (International Energy Agency) stieg der Strombedarf von Rechenzentren im Jahr 2025 um 17 Prozent.

Nach Angaben von Cortical Labs könnte die Technologie KI ergänzen, insbesondere bei Aufgaben, für die nur wenige Daten zur Verfügung stehen. Lebende neuronale Systeme können dem Unternehmen zufolge aus begrenzten Informationen lernen und sich an veränderte Bedingungen anpassen.

Laut Hon Weng Chong, Gründer und CEO von Cortical Labs, gehören zu den potenziellen Anwendungsbereichen die Arzneimittelforschung, humanoide Robotik, Cybersicherheit und Betrugserkennung. „Letztendlich geht es darum, einen nachhaltigeren Weg für die Technologien anzubieten, von denen die Menschheit abhängig ist“, erklärte Chong in einer Pressemitteilung.

Darüber hinaus könnte die Technologie die Erforschung neurologischer Erkrankungen unterstützen und die Entwicklung neuer Medikamente beschleunigen. Jamie Khoo, CEO von DayOne, erklärte unterdessen, das Projekt könne dazu beitragen, biologisches Computing auf den Markt zu bringen.

„Wir sind stolz darauf, gemeinsam mit erstklassigen Partnern in einem der weltweit am stärksten auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Märkte dazu beizutragen, wissenschaftliche Spitzenforschung in praktische Anwendungen zu überführen“, schloss Khoo.