脳の機能はよくコンピューターの機能にたとえられます。研究者の中には、研究室で培養した脳細胞を含むコンピューターを構築することで、この類似性を限界までテストしている人もいます。そうすることで、今日人工知能に使用されているシリコンベースのコンピューティング ハードウェアの物理的制限を回避したいと考えています。^1、2。

約束はそこにあります。脳組織はメモリと計算を同じ基板内で組み合わせているため、従来のコンピュータよりも必要なコンポーネントが少なくなります。ニューロンとシナプスに基づくニューラル ネットワーク理論は、AI アルゴリズムに影響を与えました。脳はAIマシンよりもはるかに少ないエネルギーを消費します³ 大規模な冷却システムは必要ありません。

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このようなバイオコンピューティングには、明確な倫理的課題があります。研究室で培養された脳組織を使用することの道徳性と意識の可能性について議論が行われた⁴。しかし、これまでの議論には重要な問題が欠けている。それは、バイオコンピューティングにおける人間の神経組織の使用に対する明示的な同意の欠如である。

バイオコンピューティング研究は、基本的な生物医学および生物学的研究を支援するために利他的に細胞を提供する、多くの場合医療処置を受けている人々からの自発的な細胞の提供に依存しています。しかし、同意書ではドナーに対し、将来自分の細胞をどのような研究に使用してほしいか、あるいはさらに重要なことに、細胞を使用したくない考えられるすべての方法を尋ねることはありません。がん治療法の開発を支援したいと考えているドナーは、自分の組織がバイオコンピューターの作成に使用され、おそらく商業利用される可能性があるとは想像していないかもしれません。

実験室で培養した脳組織を使用したバイオコンピューター研究には、ドナーの同意に対するより明確かつ微妙なアプローチが必要です。私たちの意見では、研究者は生物医学研究のみに同意が得られた細胞株の使用を避けるべきです。再度同意を得ることができない場合（再同意といいます）、遡及して同意を求めたり、プロジェクトの倫理を見直したりする制度を設ける必要があります。

脳細胞を使って計算する

脳ベースのバイオコンピューティングは、人間の皮質ニューロンに依存しています。これは、人間の皮質ニューロンがげっ歯類や他の霊長類のニューロンよりも大きく、より複雑な回路を形成しているためです。これらの特性は、人間の脳の優れた情報処理能力に寄与していると考えられています。^5、6顔を認識することから抽象的な推論を実行することまで。

バイオコンピューターは「多能性」幹細胞を使用して構築されており、体内の他のほとんどの種類の細胞に発達する可能性があります。このような細胞は、提供された残りの胚から得られる可能性があります。 インビトロ 受精、または治療を受けている人々を含むボランティアによって提供された改変成人細胞からの細胞。

研究室では、多能性幹細胞を誘導して脳オルガノイド（さまざまな脳領域の構造、機能、組織を模倣する小さな 3D クラスター）にすることができます。情報は神経刺激にエンコードされ、オルガノイド内のニューロンによって処理される「計算入力」を提供し、マイクロ電子アレイ システムによって記録できる神経出力につながります（「脳ベースのバイオコンピューティング」を参照）。この設定は、パターンを識別して予測を行うためのハードウェアベースの AI モデルの基礎となるいくつかの単純な計算に使用できることがすでに示されています。⁷。

倫理的な解決策の必要性

多能性幹細胞株は、一度生成されると無制限に培養でき、さまざまな実験に使用できます。しかし何年も経ち、特にドナーが亡くなり科学が進歩した場合、元のドナーが現在その細胞が貢献している実験を承認したかどうかを知るのは難しい。

生物医学研究のために自分の組織をボランティアで提供する人は、通常、特定の研究研究に同意します。同時に、残りの生体標本が将来の生物医学研究のために他の人によって保管および使用されることに同意するかどうか尋ねられる可能性があります。後者（無制限の同意として知られる）に同意するドナーは、他の研究者が標本をどのように使用するかを予測するのは難しい可能性があることを忠告します。たとえば、ほとんどのドナーは、自分の細胞が他の多くの科学者による将来の研究で使用できる幹細胞株を作成するために使用される可能性があることを知りません。しかし、研究が科学的に価値のあるものであることを確認するために、いかなる使用も監視委員会によって審査されると彼らは保証されている。

通常、このような寄付金はバイオバンクに送られ、バイオバンクは厳格なデータ保護ポリシーに従って研究者に寄付金を分配します。提供者は、研究者がこれらの規則に従い、プライバシーを保護し、標本を注意深く敬意を持って取り扱うことを信頼しています。

研究者がヒト胚モデルを慎重に使用する必要がある理由

バイオコンピューティングに使用される細胞株は無制限の同意を与えたドナーに由来することが期待されるため、一部の研究者や倫理学者はこの論文で強調されている倫理的懸念を拒否するかもしれない。⁸。このプロセスは、ドナーの自主性と研究者の柔軟性のバランスを取るものだと主張する人もいるだろう。科学の進歩は常に予測できないため、将来の使用の可能性すべてについて事前に許可を得るのは不可能です。

しかし、無制限の同意は不用意に使用すると害をもたらす可能性があります。 1990年代にアリゾナ州のハヴァスパイ族の約100人のメンバーが、同族の糖尿病の高い有病率を研究している研究者にサンプルを寄付したとき、彼らは当初、広範な同意と呼ばれる一種の公開同意を提供した。 20年後、41人のドナーとその家族は、自分たちの血液が精神疾患や先祖の背景に関する研究に使用され、彼らに汚名を着せられ、地域社会に害を及ぼす可能性があることを知り、研究者らを訴えた。部族のメンバーはこの種の研究を予期しておらず、彼らの文化的自治が侵害されたと感じていました。

提供された材料が生物医学に関連する利他的な目的で使用される場合、オープンコンセントにより研究者はドナー細胞を倫理的に使用できるという主張は合理的である可能性があります。しかし、医学研究のために組織を提供する人は、自分の細胞が工学やコンピューターサイエンスに使用できると考える理由はありません。

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一部の寄付者は、サンプルが商業目的で使用されることに懸念を表明しています⁹。さらに、汎ヨーロッパの研究では、多くの人がオルガノイドを複雑な実体、つまり生命体でも単なる物体でもなく、その中間の何かであると考えていることが判明しました。特に脳オルガノイドは、他のオルガノイドよりもデリケートな問題とみなされていました。¹⁰。

研究によれば、一部のドナーは、自分の細胞で作成された脳オルガノイドに関する研究目的について知りたいと考えていることもわかっています。^11、12。また、寄付金を使用する将来の研究に同意しない場合は、同意を取り消す機会を望んでいる人もいます。¹¹。

脳ベースのバイオコンピューターは、そのようなドナーの懸念の現実化につながる可能性があるため、強力な倫理的監視が必要です。バイオコンピュータは近い将来、音声認識や顔認識など、生物医学とは関係のない商用タスクに使用される可能性があります。ここでは、オープンな同意アプローチは良い倫理的解決策ではありません。

研究室で培養された脳組織を含むバイオコンピューティング研究が責任を持って実施されることを保証するために、次の変更が提案されています。これらの推奨事項は、環境モニタリングなどの工学的応用を追求するために人間の細胞が使用されるバイオハイブリッド・ロボティクスなど、他の新興分野にも拡張される可能性があります。¹³。

適切な同意への道

バイオコンピューティング研究は、その技術によってもたらされる倫理的リスクと、コンピューティング応用のためのヒト細胞株の適切な使用の両方を評価できる独立した審査委員会によって監督されるべきである。幹細胞研究に関する既存の監視委員会は通常、コンピューターサイエンスや機械工学部門で行われる非生物医学的研究を審査しておらず、通常、バイオコンピューティング倫理を監督するための技術的専門知識が不足しています。

必要に応じて、バイオコンピューティング研究所に新しい審査委員会が設置される可能性がある。あるいは、理事会を既存の幹細胞研究監視委員会から再構成し、神経科学やコンピュータ工学の研究者が補充することもできるだろう。

これらの審査委員会は研究者に対し、厳密な優先順に次の 3 つの方法のうちの 1 つを追求するよう指示する必要があります。既存のドナーから新たな同意を得る。または研究計画の独立したレビューの対象となります。