科学家培育微型人脑，为未来计算机提供动力
虽然这可能源于科幻小说，但少数研究人员正在真正推进使用活细胞创建计算机的努力。
欢迎来到生物计算的奇异世界。
在引领这一领域的科学家中，有一支瑞士团队，我有幸与他们见面。
他们希望有一天，我们能看到数据中心里充满了“活体”服务器，这些服务器模仿人工智能（AI）学习的过程，并可能仅使用当前方法能量的几分之一。
这是我访问的FinalSpark实验室联合创始人弗雷德·乔丹博士的愿景。
我们都习惯于我们当前使用的计算机中的硬件和软件概念。
乔丹博士以及该领域的其他人用来描述他们所创造事物的这个有些惊人的术语是“湿件”。
简单来说，这涉及培养神经元，形成称为类器官的簇，然后将它们连接到电极上——此时，使用它们作为微型计算机的过程就可以开始了。
乔丹博士承认，对于许多人来说，生物计算的概念本身可能有点奇怪。
“在科幻小说中，人们已经对这些想法耳熟能详了很长时间，”他说。
“当你开始说‘我将使用一个神经元作为小型机器’时，这是一种对我们自己大脑的全新视角，它会让你质疑我们究竟是什么。”
对于FinalSpark来说，这个过程从人类皮肤细胞衍生的干细胞开始，他们从日本的一家诊所购买这些细胞。真正的捐赠者是匿名的。
但或许令人惊讶的是，他们并不缺少供应。
“我们有很多人在联系我们，”他说。
“但我们只选择来自官方供应商的干细胞，因为细胞质量至关重要。”
在实验室里，FinalSpark的细胞生物学家弗洛拉·布罗齐博士递给我一个盘子，里面有几个白色小球体。
每个小球体本质上都是一个实验室培养的迷你大脑，由活的干细胞制成，这些细胞被培养成神经元和支持细胞的簇——这些就是“类器官”。
它们远不及人类大脑的复杂性，但它们拥有相同的构建模块。
经过可能持续数月的过程，类器官准备好连接到电极上，然后被激发以响应简单的键盘命令。
这是发送和接收电信号的一种方式，结果记录在连接到系统的普通计算机上。
这是一个简单的测试：你按下一个键，通过电极发送电信号，如果成功（并非总是如此），你能在屏幕上勉强看到一个小小的活动跳跃作为响应。
显示的内容是一个移动的图形，看起来有点像脑电图（EEG）。
我快速连续按下键几次，响应突然停止。然后，图形上出现了一个短暂而明显的能量爆发。
当我问发生了什么时，乔丹博士说，他们对类器官的行为和原因还有很多不了解。也许我惹恼了它们。
电刺激是团队更大目标的重要步骤，即在生物计算机的神经元中触发学习，以便它们最终能够适应执行任务。
“对于AI来说，总是这样，”他说。“你输入一个输入，你想要一个输出来使用它。
例如，你输入一张猫的图片，你希望输出说这是猫，”他解释道。
维持生物计算机的生命
维持一台普通计算机运行很简单——它只需要电源——但生物计算机呢？
这是科学家们尚未回答的问题。
“类器官没有血管，”伦敦帝国理工学院神经技术教授兼神经技术中心主任西蒙·舒尔茨说。
“人类大脑有在多个尺度上贯穿的血管，为其提供营养以保持良好功能。
我们还不知道如何正确制造它们。这就是当前最大的挑战。”
然而，有一件事是肯定的。当我们谈论一台“死亡”的计算机时，对于“湿件”来说，这是字面意义上的。
FinalSpark在过去四年中取得了进展：他们的类器官现在可以存活长达四个月。
但与它们最终死亡相关的发现很奇怪。
有时，他们观察到类器官在死亡前出现活动狂潮——类似于某些人类在生命末期观察到的心率和脑活动增加。
“有一些事件，我们在生命的最后几分钟或几十秒内观察到活动非常迅速的增加，”乔丹博士说。
“我想我们在过去五年中记录了大约1000或2000次这样的个体死亡。”
“这很悲伤，因为我们必须停止实验，弄清楚它为什么死亡，然后重新做，”他说。
舒尔茨教授同意这种无情的方法。
“我们不应该害怕，它们只是用不同基质、不同材料制成的计算机，”他说。
现实世界的应用
FinalSpark并不是唯一从事生物计算领域的科学家。
澳大利亚公司Cortical Labs在2022年宣布，他们成功让人工神经元玩早期计算机游戏Pong。
在美国，约翰霍普金斯大学的科研人员也在构建“迷你大脑”来研究它们如何处理信息——但在开发针对阿尔茨海默病和自闭症等神经状况药物的背景下。
希望是AI很快就能超级提升这种工作。
但目前，约翰霍普金斯大学的研究主管莉娜·斯米尔诺娃博士认为，湿件在科学上令人兴奋——但仍处于早期阶段。
她说，几乎没有前景取代当前计算机芯片的主要材料。
“生物计算应该补充——而非取代——硅基AI，同时推进疾病建模并减少动物使用，”她说。
舒尔茨教授同意：“我认为它们无法在许多方面超越硅，但我们会找到一个利基市场，”他建议道。
即使技术越来越接近现实世界的应用，乔丹博士仍被其科幻起源所吸引。
“我一直是个科幻迷，”他说。
“当你看一部科幻电影或读一本书时，我总是感到有点悲伤，因为我的生活不像书里那样。现在，我感觉自己就在书里，正在写书。”
