科学家着眼于实验室培育大脑以取代硅基计算机芯片

人工智能是当下的科技流行语，但它可能很快就会与另一个新兴的计算领域——类器官智能（OI），又名生物计算机——一起成为头条新闻。

简而言之，计算机的空间越来越小——至少大多数人所熟知的计算机是这样的。硅基芯片长期以来一直是日常使用的标准，但大多数专家都认为，电子产品制造商正在迅速接近晶体管尺寸以及表面可容纳数量方面的物理极限。将有机物与电子产品融合是一种很有前途的新途径，可以突破这些限制，包括类器官智能。

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来自不同学科和机构的科学家最近在研究期刊《科学前沿》上发表了利用“脑器官”实现这项技术的早期路线图。“脑器官”这个词组可能会让人联想到大脑漂浮在玻璃罐中的画面，但现实（就目前而言）并没有那么可怕。脑器官不是完整的大脑，而是实验室培养的小型干细胞培养物，它与大脑结构有许多相似之处，包括神经元和其他细胞，实现记忆和学习等基本的认知功能。脑器官的三维设计使其细胞密度比平板细胞培养物高出 1,000 倍以上，从而可以实现更多的神经元连接和学习能力——考虑到现有计算机的发展轨迹，这是一个重要的区别。

“虽然硅基计算机在数字方面确实更胜一筹，但大脑在学习方面更胜一筹，”该论文的合著者之一、约翰霍普金斯大学微生物学教授托马斯·哈通在一份声明中表示。哈通以 2017 年击败世界顶级围棋选手的人工智能 AlphaGo 为例，证明了其计算能力更优越。“[它] 接受了 16 万场游戏数据训练。一个人必须每天下 5 个小时棋，持续 175 年以上，才能体验这么多游戏。”

但 AlphaGo 的惊人统计能力也伴随着巨大的成本——训练它所需的能量相当于让一个活跃的成年人活 10 年左右所需的能量。相比之下，人类大脑的效率要高得多，拥有约 1000 亿个神经元，分布在 1015 个连接点上——“与我们目前的技术相比，这是一个巨大的能量差距，”哈通说。考虑到大脑能够存储相当于约 2,500TB 的信息，很容易看出生物计算机如何开启技术创新的新时代。

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然而，研究人员面临着严重的伦理障碍。当今最早的脑器官是小型简单的细胞培养物，只有 50,000 个左右的神经元。据 Hartung 称，为了将它们扩大到计算机强度水平，科学家需要将它们培养成容纳 1000 万个神经元的细胞。神经元越多意味着大脑功能越复杂，这使研究人员进一步进入了什么是“意识”和什么不是“意识”的模糊领域。

据《生活科学》杂志介绍，脑类器官自 2013 年就已经出现，主要是为了帮助研究帕金森症和阿尔茨海默症等疾病。从那时起，这些细胞团块甚至被教导玩Pong ，但它们仍然远未具备“自我意识”。然而，这篇新论文的作者承认，随着他们开发出更复杂的类器官，会出现一些问题，比如意识、感觉和思想的构成——即使是最先进的计算机也无法回答这些问题。至少，目前还不能。