科学家用人造迷你大脑驱动电脑,未来人脑计算或将成真!

自然科学作者 / 花爷 / 2026-01-05 21:38
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    【编者按】在瑞士风景如画的沃韦小镇实验室里,科学家正用富含营养的液体培育着米粒大小的人脑细胞团。这些微型大脑正以

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  【编者按】在瑞士风景如画的沃韦小镇实验室里,科学家正用富含营养的液体培育着米粒大小的人脑细胞团。这些微型大脑正以颠覆传统的方式承担着计算机处理器的功能——它们无法像普通电脑般重启,一旦死亡就意味着永久终结。这场被称为"生物计算"的革命试图驾驭人类大脑历经亿万年进化形成的精密运算能力。初创公司FinalSpark联合创始人坚信,基于脑细胞的处理器终将取代驱动人工智能热潮的传统芯片。面对AI产业惊人的能耗困境,生物神经元百万倍于人工神经元的能效优势令人振奋。但这条探索之路仍布满荆棘:毫米级的脑类器官能否真正替代芯片?这些微型大脑是否会萌生意识?当实验室门开启时屏幕上莫名跃动的神经信号,正提醒着我们——人类对自身大脑的认知,依然停留在星辰大海的起点。

  在风景如画的瑞士沃韦小镇实验室里,科学家正为米粒大小的人脑细胞团注入维持生命所需的营养液。

  确保这些微型大脑存活至关重要,因为它们正充当原始计算机处理器——与普通笔记本电脑不同,这些生物处理器一旦死亡就无法重启。

  这个被称为生物计算或"湿件"的新兴领域,旨在开发利用人类大脑历经进化锤炼却仍充满神秘的计算能力。

  瑞士初创企业FinalSpark联合创始人弗雷德·乔丹在实验室巡访中向法新社表示,他相信基于脑细胞的处理器终将取代当前推动人工智能热潮的芯片。

  支撑ChatGPT等AI工具的超级计算机,目前仍使用硅基半导体来模拟人类大脑的神经元网络。

  "与其费力模仿,不如直接使用真实的大脑组织。"乔丹说道。

  除其他潜在优势外,生物计算有望解决AI产业激增的能耗需求——当前AI的能源消耗已威胁气候减排目标,甚至迫使部分科技巨头转向核能供电。

  乔丹指出:"生物神经元的能效比人工神经元高百万倍。"更重要的是,这些神经元可以在实验室无限复制,与英伟达等巨头供不应求的AI芯片形成鲜明对比。

  但就目前而言,湿件的计算能力距离撼动传统硬件的主导地位仍有漫漫长路。

  另一个悬而未决的问题悄然浮现:这些微型大脑是否会产生意识?

  为制造"生物处理器",FinalSpark首先需要采购干细胞。这些源自匿名捐赠者皮肤细胞的万能细胞,可以分化成人体任何类型的细胞。

  研究人员将其转化为神经元后,会聚集成毫米级的细胞团——即大脑类器官。

  乔丹透露,这些类器官的大小与果蝇幼虫的脑部相仿。

  实验室中附着在类器官上的电极,让科学家得以"监听细胞内部的对话"。

  研究人员还会用微弱电流刺激类器官。它们是否以神经活动峰值作出回应,大致相当于传统计算机中的1或0二进制信号。

  全球十所高校正在使用FinalSpark的类器官开展实验——这家小公司的网站甚至设有神经元工作的实时直播。

  布里斯托大学研究员本杰明·沃德-切里尔曾将某个类器官作为简易机器人的"大脑",成功实现了对不同盲文字母的识别。

  他向法新社坦言,研究面临诸多挑战:既要将数据编码成类器官可理解的形式,又需破译脑细胞"输出"的信息。

  "相比之下,操作机器人简直易如反掌。"沃德-切里尔笑道,"更重要的是这些活体细胞存在寿命限制——它们终将死亡。"

  事实上,他的团队就曾在实验中途遭遇类器官死亡而被迫重起炉灶。据FinalSpark透露,类器官的最长存活期可达六个月。

  在美国约翰斯·霍普金斯大学,研究员列娜·斯米尔诺娃正运用类似类器官研究自闭症与阿尔茨海默症等脑部疾病,以期开发全新疗法。

  她向法新社表示,相较于生物医学研究这个"触手可及的果实",生物计算目前仍属"空中楼阁"——但未来二十年可能发生颠覆性变革。

  所有接受采访的科学家都否认了培养皿中细胞团产生意识的可能性。

  乔丹承认"这已触及哲学边界",因此FinalSpark始终与伦理学家保持合作。

  他特别强调,这些缺乏痛觉感受器的类器官仅含约1万个神经元,而人类大脑的神经元数量高达千亿级。

  然而人类对大脑的认知仍存在大量空白,包括意识产生的机制。

  正因如此,沃德-切里尔期待生物计算不仅能革新信息处理,最终更能揭示大脑的运行奥秘。

  回到实验室,乔丹打开形同大型培养箱的柜门,16个大脑类器官在错综的管路中静默生长。

  毗邻的培养箱屏幕上突然跃起剧烈波动的曲线——这是神经活动显著增强的信号。

  这些脑细胞按理无法感知柜门开启,但科学家耗费数年仍未能破解这种现象的成因。

  "我们至今不明白它们如何探测到开门动作。"乔丹坦言道。

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