科学家用实验室培养的脑组织创建“生物计算机”

美国研究人员将实验室培养的人脑组织与计算机硬件结合，创造出了一种工作中的生物计算机。

科学家们表示，在实验中使用的脑细胞能够识别语音并完成简单的数学问题。

该团队制造了类似脑组织的物质，形成了他们所称的“脑类器官体”。哈佛大学干细胞研究所解释称，器官体是一组可以从实验室中的干细胞培养出来的个体化、复杂的细胞的集合。

在适当的实验室条件下，器官体可以被制造成看起来甚至工作起来类似于真实人类组织和器官的样子。在这个过程中，干细胞“可以遵循它们自己的遗传指令来自我组织”，干细胞研究所表示。

到目前为止，科学家们已经能够生产出看起来像或类似于某些器官的器官体。这些器官包括大脑、肾脏、肺、胃和肝脏。这些实验室制造的器官体通常用于研究器官的工作原理，无需在真实器官上进行实验。

在生物计算机实验中，该团队表示干细胞能够形成类似于人类大脑中发现的神经元。神经元是带电细胞，可以将信号传输到大脑和身体的其他部位。

该实验由冯·郭领导。他是印第安纳大学布鲁明顿分校智能系统工程的生物工程师和教授。他的团队最近在《自然电子学》杂志上发表了他们的研究成果。

研究人员将脑类器官体连接到一套传统的电子计算电路上。研究人员称这个系统为Brainoware。该系统被用来建立器官体和电子电路之间的通信。人工智能（AI）工具被用来帮助读取器官体的神经活动。

科学家们的目标是建立“AI和器官体之间的桥梁”，郭在《自然》杂志中解释说。郭认为，结合器官体和计算机电路可以为提高AI计算系统的性能提供额外的速度和能量。

研究指出，增加人类大脑的力量可能能够帮助机器在人类做得比计算机好的事情上有所帮助。例如，研究人员表示，人类通常具有更快的学习能力，并且在思考时使用的能量比计算机少。

在实验的一部分中，团队测试了Brainoware系统的语音识别能力。团队对系统进行了240条不同声音的8种声音的训练。研究人员表示，器官体对不同声音产生了不同的神经信号。郭说，系统的准确率达到了78%。

“这是首次使用脑类器官体进行计算的演示，”郭告诉《麻省理工科技评论》。他补充说：“看到器官体在未来生物计算中的可能性令人兴奋。”

郭表示，这些结果使他的团队确信，大脑-计算机系统可以工作以提高计算性能，尤其是对于某些AI工作。但他指出，Brainoware系统记录的最佳准确率仍低于传统AI网络的准确率。郭说，这是他的团队计划尝试改进的事情之一。

约翰霍普金斯大学巴尔的摩分校的发育神经科学家莱娜·斯米尔诺娃告诉《自然》，需要进行更多的研究来改进这些系统。但她说：“这项研究证实了一些关键的理论观点，这些观点最终可能使生物计算机成为可能。”

斯米尔诺娃指出，在早期的实验中，研究人员已经使用其他类型的神经细胞进行了类似的计算活动。但她说，最新的研究是首次在脑类器官体中展示这种性能。