瑞士科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在探索一種顛覆性的計(jì)算模式——用生物神經(jīng)元構(gòu)建“活體服務(wù)器”。這種被稱為“濕件”(wetware)的技術(shù),通過(guò)培養(yǎng)人類干細(xì)胞衍生的神經(jīng)元類器官,試圖打造能耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)AI的生物計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人弗雷德·喬丹博士表示:“這就像把大腦的一部分裝進(jìn)芯片,只不過(guò)我們用的是真正的神經(jīng)細(xì)胞。”
在日內(nèi)瓦郊外的FinalSpark實(shí)驗(yàn)室里,研究人員正從匿名捐贈(zèng)者的皮膚細(xì)胞中提取干細(xì)胞。這些來(lái)自日本正規(guī)診所的樣本經(jīng)過(guò)特殊培養(yǎng),逐漸形成直徑約2毫米的白色球狀體。“它們遠(yuǎn)不及人腦復(fù)雜,但擁有相同的基本結(jié)構(gòu)——神經(jīng)元和支持細(xì)胞。”細(xì)胞生物學(xué)家弗洛拉·布羅齊博士指著培養(yǎng)皿中的“迷你大腦”解釋道。經(jīng)過(guò)數(shù)月處理,這些類器官被接入電極陣列,開(kāi)始對(duì)鍵盤輸入的電信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)。
測(cè)試過(guò)程充滿科幻色彩:當(dāng)BBC記者按下鍵盤時(shí),電信號(hào)通過(guò)電極傳入類器官,顯示器上立即出現(xiàn)類似腦電圖的波動(dòng)曲線。但在連續(xù)按鍵后,反應(yīng)突然中斷,隨后曲線爆發(fā)出一陣短暫的高頻波動(dòng)。“我們不確定發(fā)生了什么,”喬丹博士笑道,“也許它被惹惱了?”這種不可預(yù)測(cè)性正是生物計(jì)算機(jī)的魅力所在——它不像硅基芯片那樣遵循固定邏輯,而是展現(xiàn)出類似生物體的適應(yīng)性。
研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)遠(yuǎn)不止于電刺激反應(yīng)。他們希望這些神經(jīng)元能像AI一樣學(xué)習(xí)任務(wù),例如識(shí)別圖像中的物體。“就像訓(xùn)練傳統(tǒng)AI識(shí)別貓的圖片,但我們的‘處理器’是活的神經(jīng)細(xì)胞。”喬丹博士舉例說(shuō)明。不過(guò),生物計(jì)算機(jī)的“運(yùn)行環(huán)境”比想象中復(fù)雜得多。倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的神經(jīng)技術(shù)專家西蒙·舒爾茨教授指出:“類器官缺乏血管系統(tǒng),而人腦依賴持續(xù)的血液供應(yīng)維持功能。這是目前最大的技術(shù)障礙。”
供養(yǎng)問(wèn)題直接關(guān)系到生物計(jì)算機(jī)的存活時(shí)間。過(guò)去四年中,F(xiàn)inalSpark實(shí)驗(yàn)室已將類器官的存活期延長(zhǎng)至四個(gè)月,但研究人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇特現(xiàn)象:這些“生物芯片”在死亡前會(huì)突然進(jìn)入異常活躍狀態(tài),類似人類臨終前的生理爆發(fā)。“我們記錄了上千次這樣的死亡事件,”喬丹博士語(yǔ)氣凝重,“每次都要終止實(shí)驗(yàn),找出原因后重新開(kāi)始。”
盡管挑戰(zhàn)重重,學(xué)界對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的態(tài)度普遍樂(lè)觀。舒爾茨教授認(rèn)為無(wú)需過(guò)度擔(dān)憂:“它們只是用不同材料制成的計(jì)算機(jī),和傳統(tǒng)AI是互補(bǔ)關(guān)系。”研究負(fù)責(zé)人萊娜·斯米爾諾娃博士強(qiáng)調(diào),濕件技術(shù)短期內(nèi)不會(huì)取代硅基AI,但可能在疾病建模、藥物測(cè)試等領(lǐng)域減少對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的依賴。“它就像一把新的手術(shù)刀,”她比喻道,“能為我們打開(kāi)理解大腦的新窗口。”
對(duì)于喬丹博士而言,這項(xiàng)研究更像是一場(chǎng)實(shí)現(xiàn)科幻夢(mèng)想的旅程。“我從小就是科幻迷,總覺(jué)得現(xiàn)實(shí)不如小說(shuō)精彩。”他望著實(shí)驗(yàn)室里閃爍的電極陣列笑道,“現(xiàn)在我發(fā)現(xiàn),自己正在書(shū)寫一本真實(shí)的科幻書(shū)。”











