[智能应用]瑞士科学家培育“迷你人脑”，旨在为电脑提供动力 [复制链接]

IT之家 10 月 4 日消息，据英国 BBC 今日报道，瑞士的一支科学家团队设想未来的数据中心将由“活”服务器组成，这些服务器能够像人工智能（ AI ）那样学习，却只需当前能耗的一小部分。
瑞士 FinalSpark 实验室联合创始人 Fred Jordan 博士和同行将自己研发的东西称作“湿件（wetware）”。其原理是先培养神经元，再让它们长成称为类器官（organoids）的微型神经团块，并将其接入电极，尝试把它们当作小型计算机使用。
Jordan 博士坦言，许多人对这种设想觉得不可思议。“科幻作品早就有这些点子，但当你真的说‘我要把神经元当成小机器’时，就会换个角度看自己的大脑，也会开始思考人类是什么。”
FinalSpark 的实验从人类皮肤细胞衍生的干细胞开始，这些干细胞来自日本的正规诊所，捐献者匿名。Jordan 博士补充说：“很多人主动来提供样本，但我们只选官方供应商，因为质量至关重要。”
FinalSpark 细胞生物学家 Flora Brozzi 博士提供了一个培养皿，里面是几个白色小球 —— 这些就是由干细胞培养成神经元和支持细胞的“迷你大脑”。其远不及人脑复杂，但拥有相同的基本构成。经过几个月处理后，类器官就能接上电极，对简单的键盘指令作出反应。
测试方式很直观：按下键盘，一个电信号通过电极传入，如果成功，屏幕上就会出现类似脑电图的小幅波动。BBC 记者在连续按了几次键后反应突然停止，随后曲线出现一阵短暂的能量爆发。Jordan 博士解释说，他们还不清楚类器官的反应机制，“也许是被惹恼了”。
电刺激只是第一步，最终目标是让这些“生物计算机”中的神经元学会适应并执行任务。他举例说：“比如给 AI 输入一张猫的图片，希望输出能识别这是猫。”
相比普通计算机只需电源即可运转，生物计算机的“供养”仍是难题。伦敦帝国理工学院神经技术教授 Simon Schultz 指出：“类器官没有血管，而人脑依靠血管输送养分维持功能。我们还没办法仿造这一点，这是最大挑战。”他说，当“湿件”停止工作时，就真的是“死亡”。
IT之家从报道中获悉，过去四年里，FinalSpark 已能让类器官存活四个月，但也发现了一些奇特的现象 —— 类器官在死亡前会突然变得异常活跃，就像某些人在临终前心率和脑活动飙升一样。Jordan 博士说：“过去五年我们记录了约一两千个这样的死亡事件，实在令人难过。但我们只能终止实验，查明原因，再重新开始。”
Schultz 教授也认为不必对这些“生物电脑”心存畏惧，“它们只是用不同材料做成的计算机”。
研究负责人 Lena Smirnova 博士表示，“湿件”科学上虽令人兴奋，但仍处起步阶段，“它应该是硅基 AI 的补充而不是替代，同时还能推进疾病建模并减少动物实验”。
Schultz 教授补充说：“它们不太可能在大多数领域超越硅基，但能找到自己的小众位置。”而 Jordan 博士依然沉浸在科幻般的浪漫中，他笑着说：“我一直是科幻迷，以前看电影或小说觉得生活不如故事精彩，现在我觉得自己就在书里，亲手写这本书。”

生物计算机：未来的“活”服务器

背景与概述

据英国BBC报道，瑞士FinalSpark实验室的科学家团队正在探索一种全新的计算方式——生物计算机。这种计算机由“活”服务器组成，能够像人工智能（AI）那样学习，但能耗仅为现有计算机的一小部分。这一概念被称为“湿件（wetware）”，其核心在于利用培养的神经元形成微型神经团块（类器官），并将其接入电极，尝试将其作为小型计算机使用。

技术原理与实验过程

1. 神经元培养
   - FinalSpark实验室从人类皮肤细胞衍生的干细胞开始，这些干细胞来自日本的正规诊所，捐献者匿名。这些干细胞经过处理后，可以培养成神经元和支持细胞，形成所谓的“迷你大脑”。
   - 这些类器官虽然远不及人脑复杂，但拥有相同的基本构成。

2. 电极连接与测试
   - 经过几个月的处理，类器官可以接上电极，对简单的键盘指令作出反应。测试方式非常直观：按下键盘，一个电信号通过电极传入，如果成功，屏幕上会出现类似脑电图的小幅波动。
   - BBC记者的测试显示，类器官在连续接受几次指令后会突然停止反应，随后出现一阵短暂的能量爆发。科学家们尚不清楚这种反应的具体机制，可能是类器官“被惹恼了”。

3. 学习与适应
   - 电刺激只是第一步，最终目标是让这些“生物计算机”中的神经元学会适应并执行任务。例如，给AI输入一张猫的图片，希望输出能识别这是猫。

面临的挑战

1. 供养问题
   - 生物计算机的“供养”仍然是一个重大挑战。类器官没有血管，而人脑依靠血管输送养分维持功能。目前还没有办法仿造这一点。
   - 伦敦帝国理工学院神经技术教授Simon Schultz指出，当“湿件”停止工作时，就真的是“死亡”。

2. 存活时间
   - 过去四年里，FinalSpark能够让类器官存活四个月，但也发现了一些奇特的现象——类器官在死亡前会突然变得异常活跃，类似于某些人在临终前心率和脑活动飙升的情况。

未来展望与应用前景

1. 补充而非替代
   - “湿件”科学虽然令人兴奋，但仍处于起步阶段。研究负责人Lena Smirnova博士认为，“湿件”应该是硅基AI的补充而不是替代。
   - 它们可以用于疾病建模并减少动物实验。

2. 小众市场
   - Schultz教授认为，“湿件”不太可能在大多数领域超越硅基计算机，但可能会找到自己的小众位置。

3. 科幻变为现实
   - Jordan博士表示，他对这一领域的研究充满热情，并将其视为一种科幻般的浪漫。他认为自己正在亲手书写未来科技的历史。

总结

生物计算机作为一种全新的计算方式，具有低能耗和学习能力的优势。尽管面临诸多挑战，如供养问题和存活时间短等，但其在疾病建模和减少动物实验等方面具有巨大的潜力。随着研究的不断深入，我们有理由期待这一技术在未来能够发挥更大的作用。

瑞士FinalSpark实验室正利用人类干细胞培育“迷你人脑”类器官，尝试将其作为低能耗生物计算机的核心“湿件”，目前已实现对电信号的基础响应，但面临供养难题和存活时间限制。

🧪 核心技术与实验进展
瑞士FinalSpark实验室的“湿件”技术从人类皮肤细胞衍生的干细胞开始，培养出含神经元和支持细胞的白色球状类器官（直径约2毫米），其结构虽远不及人脑复杂，但具备基本神经构成。经过数月发育后，类器官接入电极可对键盘指令产生反应，屏幕显示类似脑电图的波动，例如连续按键后会出现反应停止与短暂能量爆发的现象。

📊 技术现状与挑战对比
维度    当前进展    主要挑战
存活时间    最长4个月23    缺乏血管系统，无法持续供养
功能实现    响应键盘电信号，产生脑电波动 反应机制不明，不可预测性高
目标应用    学习执行特定任务（如图像识别）    无法替代硅基AI，需探索特定场景
（补充说明）类器官死亡前会出现异常活跃，类似人类临终生理变化，过去五年已记录约1-2千次此类事件。

🔬 未来前景与争议
研究团队认为生物计算机或能以极低能耗实现学习功能，伦敦帝国理工学院教授Simon Schultz则指出，其更可能作为硅基AI的补充技术，而非替代品。此外，“湿件”死亡引发的伦理讨论及长期供养技术瓶颈，仍是后续研究需突破的关键。