培育“迷你人脑”为电脑提供动力 科学家相信脑细胞处理器未来取代晶片



(沃韦17日法新电)在风景如画的瑞士小镇沃韦的一间实验室里,一位科研人员正在给微小的人类脑细胞团块注入维持生命所需的营养丰富液体。
让这些“迷你人脑”保持健康至关重要,因为它们充当着基本的电脑处理器,而且与笔记本电脑不同,一旦损坏,它们就无法重新启动。
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这个被称为生物计算或“湿件”(wetware)的新研究领域,旨在利用人类大脑进化过程中不断磨练但却依然神秘的计算能力。
在瑞士初创公司FinalSpark的这间实验室,公司联合创办人乔丹告诉法新社,他相信使用脑细胞的处理器终有一天会取代驱动了AI热潮的晶片。
各种AI工具如ChatGPT背后的超级电脑目前使用矽半导体来模拟人脑的神经元和网络。
乔丹说:“与其试图模仿,不如用真东西。”

除了其他潜在优势外,生物计算还可以帮助解决飞快增长的AI能源需求。这增长已经威胁到气候排放目标,并导致一些科技巨头采用核能。
乔丹指出,“生物神经元的能源效率比人工神经元高出100万倍”,它们还可以在实验室中无限复制,这与像辉达这样的巨头公司生产的、需求量巨大的AI晶片不同。
不过在目前,“湿件”的计算能力还远远无法与运行世界的硬件竞争。
另一个萦绕的问题是:这些微小的大脑能变得有意识吗?
为了制造“生物处理器”,FinalSpark首先购买干细胞。这些细胞最初来自匿名捐赠者的皮肤细胞,可发育成体内的任何细胞。
FinalSpark的科研人员随后将它们转化为神经元,并将它们收集,形成几毫米宽的团块,称为脑类器官。这些团块的大小与果蝇幼虫的大脑差不多。
乔丹解释说,实验室里的脑类器官上连接着电极,让科研人员能够“监视它们的内部讨论”。
科研人员也可以用微弱的电流刺激这些类器官。而它们是否会出现活动激增的机会,大致相当于传统计算中的“1”或“0”。
全球有10所大学正在使用FinalSpark的类器官进行实验。这家小公司的网站甚至实时播放着这些神经元的工作侵犯。
英国布里斯托大学的研究员沃德-切里尔使用其中一个类器官作为简单机器人的大脑,这个机器人成功地区分了不同的盲文字母。
他告诉法新社,这其中有许多挑战,包括以类器官能够理解的方式进行数据编码,然后尝试解读脑细胞“吐出”的内容。
沃德-切里尔笑着说:“相比之下,与机器人合作非常容易。”
“此外,它们是活细胞,意味着它们会死亡。”
事实上,在沃德-切里尔的实验进行到一半时,类器官就死了,令他的团队不得不重新开始。FinalSpark 表示,这些类器官最多可存活6个月。
在美国约翰斯霍普金斯大学,研究员斯米尔诺娃使用类似的类器官研究自闭症和阿尔茨海默症等脑部疾病,希望找到新的治疗方法。
她告诉法新社,生物计算目前更像是“空中楼阁”,不像该技术在生物医学研究中的使用那样“容易实现”。不过,这情况可能会在未来20年发生巨大变化。
类器官会梦见“电子羊”吗?
法新社采访的所有科研人员都否认这些培养皿中的微小细胞球有可能发展出类似意识的东西。
乔丹承认,“这处于哲学的边缘”,而这也是FinalSpark与伦理学家合作的原因。
他也指出,这些缺乏痛觉受体的类器官拥有约一万个神经元,而人脑则有1000亿个。
然而,关于我们大脑的许多知识,包括它们如何产生意识,仍然是个谜。
这就是为什么沃德-切里尔希望除了电脑处理之外,生物计算最终能够揭示更多关于我们大脑运作方式的信息。


在实验室内,乔丹打开了一个看起来像大冰箱的门,里面有一些缠绕着的管子,装着16个脑类器官。
恒温箱旁边的屏幕上的线条突然开始上升,显示存在显著的神经活动。
脑细胞目前还没有感知它们的门已开启的已知方式,而科研人员多年来一直在努力探究其原因。
乔丹承认:“我们依然不明白,它们是如何察觉到门已开启。”
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