微型实验室培养“脑”或助力下一代计算机发展

在FinalSpark实验室，科学家们正在开发一种名为“湿件”（wetware）的新型计算机——由实验室培养的神经元网络构成。这一团队采用从日本一家诊所购买的人类皮肤干细胞起步，捐赠者信息保持匿名，但志愿者需求非常旺盛。实验室联合创始人Fred Jordan向BBC透露，团队只采用官方供应商的细胞，因为质量直接影响实验结果。

研究人员将干细胞培养为包括神经元及辅助细胞在内的细胞团块，称为“类器官”。这些微型脑状结构在培养皿内如小白球，虽拥有与人脑相同的细胞构成，却不具备复杂结构。经过数月时间，类器官成熟并可连接电极，科学家们试图在活体神经组织与传统计算机系统间进行电信号互通。

例如，当研究人员从键盘发出信号时，类器官产生的活动会在动态图表上呈现，类似脑电波记录。有时信号会突然中断，随后出现短暂活动高峰。

Jordan开玩笑称，类器官的反应有待更多理解：“我们还有很多关于类器官行为和原理搞不清楚，有时我怀疑是不是‘惹怒’了它们。”

这种电刺激是迈向终极目标的早期步骤——即训练神经元处理输入，产生类似于机器学习的输出。

与硅基硬件相比，维持生物计算机正常运行难度远大。类器官没有血管，营养供给和寿命受限。伦敦帝国理工学院神经技术教授、神经技术中心主任Simon Schultz表示：“我们还不知道如何正确制造这些类器官。”

延长寿命是当前主要难题，FinalSpark实验室的类器官最多存活四个月。Jordan描述，有时在类器官死亡前会出现非常强烈的电活动尖峰，实验室过去五年内约记录了1000至2000例这种现象。

全球其他研究组正尝试不同的“湿件”系统。例如，2022年澳大利亚Cortical Labs公司的实验结果显示，其培养的神经元能够“学会”玩街机游戏《乒乓》；约翰霍普金斯大学研究团队利用实验室培养“小脑”帮助开发阿尔茨海默症、自闭症等神经疾病疗法。主导者Lena Smirnova表示，生物计算更像是对硅基芯片的补充，具有更好的疾病模型效果，还能减少动物实验需求。

支持者普遍认为，生物计算技术不会在速度或规模上超越硅基芯片，但未来将在一些特定领域发挥作用。

Schultz预测，生物计算将占据“小众”市场，而非与传统处理器全面竞争。Jordan坦言，他对这一工作的热爱源于科幻：“我一直是科幻迷。看电影和小说总会觉得生活没有小说那么精彩，现在我觉得自己不仅活在小说里，还在参与书写未来。”