摘要：科学家们正在培育微小的活体人类脑细胞团，并将其用于驱动计算机。这一新兴领域被称为生物计算或湿件计算，目前全球少数研究机构正在探索，旨在利用人脑的生物效率创造一种全新的处理器。

科学家们正在培育微小的活体人类脑细胞团，并将其用于驱动计算机。这一新兴领域被称为生物计算或湿件计算，目前全球少数研究机构正在探索，旨在利用人脑的生物效率创造一种全新的处理器。

瑞士初创公司FinalSpark是该领域的先驱之一。由弗雷德·乔丹博士联合创立的公司正在试验"生物处理器"，即被称为"类器官"的神经元团，它们能够执行简单的计算任务。"与其试图用硅来模拟大脑，不如使用真实的东西，"乔丹告诉法新社。

这些大脑类器官由人类皮肤细胞培育而成，这些细胞被重编程为干细胞，然后发育成神经元。每个类器官的大小与果蝇大脑相当，包含约一万个神经元，仅为人脑一千亿神经元的极小一部分。然而，它们已经能够展示基本的学习行为和对电刺激的反应。

活体计算机如何工作

在FinalSpark的实验室里，类器官被保存在营养丰富的溶液中，并与作为通信桥梁的电极相连。当科学家通过电极发送电脉冲时，神经元会以活动峰值的形式作出反应，这相当于数字计算中的二进制1和0。

曾参观该实验室的BBC科学编辑佐伊·克莱曼描述了按下键盘按键触发类器官电脉冲的体验。当它工作时，屏幕显示神经活动有微弱的跳跃，类似于脑电图读数。"你按下一个键，就能在屏幕上看到一点活动的跳跃作为回应，"她写道。

生物计算领域的最新进展也探索了让这些微型大脑更有效学习的方法。一些实验表明，可以用多巴胺（大脑天然的愉悦化学物质）来"奖励"类器官，以强化期望的神经活动。这个过程模拟了人脑通过奖励和动机进行学习的方式，为更有效地训练活体处理器提供了一条可能的生物学途径。

这些实验标志着向教会类器官"学习" —— 像人工智能系统那样响应、适应和处理信息 —— 迈出了第一步，但能耗却低得多。据乔丹称，生物神经元的能效比人工神经元高一百万倍。这种效率可能使湿件成为解决当前依赖高耗能硅芯片的人工智能模型能源需求激增问题的潜在方案。

然而，维持这些活体计算机的过程非常精细。与传统处理器不同，类器官一旦死亡就无法重启。"类器官没有血管，"伦敦帝国理工学院神经技术中心主任西蒙·舒尔茨教授解释道。"我们还不知道如何正确地培育它们。所以这是当前最大的持续挑战。"

目前，FinalSpark的类器官最多能存活四个月。在它们死亡之前，科学家有时会记录到神经活动的突然爆发，乔丹将这种现象描述为类似于人类死亡前大脑的最终活动激增。"这很令人难过，因为我们不得不停止实验，找出死亡原因，然后重新开始，"他说。

生物计算的未来之路

尽管这项技术仍处于起步阶段，但研究人员看到了生物计算的巨大潜力。除了取代硅芯片，它还能为了解人脑如何运作提供见解，并有助于神经学研究和药物测试。

FinalSpark的工作是全球范围内日益增长的努力的一部分。据法新社报道，已有十所大学与该公司合作，其网站上甚至还设有展示神经元活动的实时直播。2022年，澳大利亚公司Cortical Labs通过训练人工神经元玩电子游戏《Pong》展示了类似的进展。与此同时，约翰斯·霍普金斯大学的研究人员正在研究利用微型大脑来模拟阿尔茨海默症和自闭症等疾病。

尽管如此，科学家们告诫说，湿件不太可能在短期内取代硅基计算。"生物计算应该补充 —— 而非取代 —— 硅基人工智能，同时还应推进疾病建模并减少动物使用，"约翰斯·霍普金斯大学的列娜·斯米尔诺娃博士告诉BBC。

关于创造和操控活体脑细胞所涉及的伦理维度仍在讨论中。FinalSpark与伦理学家合作，以确保研究保持在明确的道德边界内。该公司强调，其类器官缺乏疼痛感受器和复杂的大脑结构，无法体验意识。

即使这项技术仍处于实验阶段，其影响已是深远。生物计算有朝一日可能会彻底改变数据中心的运作方式，使用活体组织代替硅芯片。对于在科幻小说启发下长大的乔丹来说，这一刻感觉就像那些故事中的情节。"当你看科幻电影或读科幻书时，我总觉得有点难过，因为我的生活不像书里那样，"他告诉BBC。"现在我感觉自己就在书里，书写着这本书。"

来源：知新了了一点号