未来的计算机会由人脑细胞设计吗？

如果未来的计算机是由微型大脑驱动的会怎样？这是一个由约翰·霍普金斯大学的科学家领导的国际研究小组的有点疯狂的项目。在杂志上科学前沿，事实上，他们公布了一项雄心勃勃的计划，他们称之为“类器官智能”。一个“生物信息学新领域“，这将受益于器官培养的进步体外为了创造由复杂的人脑细胞网络驱动的生物“处理器”。

类器官，kesaco？

为了做到这一点，他们依赖于对生物学家称之为类器官的十多年的研究。这个奇怪的名字背后没有科幻小说。它指的是从干细胞培养出来的三维细胞结构，可以说是微型器官。尽管无法完美模拟真实的器官，但类器官已经在生物学和医学领域拥有数千种应用：它们使科学家能够研究人体外器官的行为，限制药物开发过程中的动物实验，还有助于癌症研究和罕见疾病。

许多器官都是“生长”为类器官的，但约翰·霍普金斯大学的研究人员及其同事特别感兴趣的是大脑。他们希望成功开发出一个“迷你大脑”，其功能类似于微处理器，能够“存储和计算输入» 来自用户。

根据这些科学家的说法，这种生物处理器比硅芯片有无数的优势。至少对于某些应用来说是这样。“人脑在处理算术等简单信息时比机器慢，但在处理复杂信息时却远远优于机器，因为大脑更擅长处理稀疏和/或不确定的数据”他们写。第二个优点是重量，它们消耗的能量少得多。

为了支持他们的示威，他们敢于与Frontier进行比较，世界上最强大的计算机……还有人脑。因此，第一台“exaflop”机器的计算能力或多或少与大脑相同，估计为 1 exaflop，即每秒 10 亿次运算。但它需要 21 兆瓦的功率才能运行，而我们只需要……10 到 20 瓦来激活我们的神经元！

生物有机体的学习能力也远远优于计算机。研究人员以来自 Deepmind 的著名人工智能 AlphaGo 为例，它击败了2016年围棋世界最佳棋手。«AlphaGo 使用 160,000 场比赛的数据进行训练；一个每天玩五个小时的人必须连续玩超过 175 年才能体验相同数量的练习游戏，这表明大脑在这种复杂的学习活动中的效率要高得多。 »此外，训练 AlphaGo 所需的能量相当于“支持人体十年的新陈代谢»。

巨大的挑战

其性能堪比世界上最强大的计算机，同时几乎不消耗任何资源：“生物”计算的前景很诱人。但实现这一目标的挑战« 智力有机体 »研究人员所呼吁的规模是巨大的。约翰·霍普金斯大学环境健康科学教授托马斯·哈同 (Thomas Hartung) 是这项工作的领导者，欣然承认:“我们需要几十年的时间才能获得与任何类型的计算机相媲美的东西。但如果我们不开始为此制定资助计划，事情就会困难得多。»

首先有必要“培养”更复杂的类器官。美国大学获得的那些直径不到0.5毫米，仅含有10万个细胞：比人脑少300万倍。 “培育”这些微型器官确实很复杂，它们没有血管系统来灌溉细胞，而且心脏也会坏死。因此，科学家们正在想象“3D 微流体系统”，它可以滋养类器官并排出废物……但仍有待开发。客观的 ？等待1000万个细胞。

我们怎样才能捕获并记录这个生物“处理器”的反应？同样，这里需要进行的研究是巨大的。科学家们正在特别研究微电极网络，其操作受到脑电图技术的启发，该网络将围绕类器官以分析细胞的反应。即使是“侵入式”技术，也更精确，但实施起来也更复杂。

其他挑战规模：分析这些类器官将产生的大量数据。毫无疑问，确实有必要借助传统 IT 及其尖端技术来实现这一目标。确实有必要以一种或另一种方式将它们连接到能够剖析这一总和并将数据存储在人工智能中的人工智能。数据中心具有巨大的存储容量。

可以说，第一台“生物计算机”并不适合明天，而且离明天还很远。英国专门研究大脑类器官的研究员马德琳·兰卡斯特表示，最好不要过于热情。接受采访的是金融时报”，她发脾气：“这听起来很像科幻小说，虽然很有趣，但科学还没有实现。”

类器官能发展出意识吗？

这或许并不是一件坏事，因为除了科学问题之外，还存在关于大脑发育的棘手伦理问题。体外，研究人员在他们的演讲中并没有回避这一点。

比现在培育的大脑类器官复杂得多，能发展出一种意识形式吗？因此，“他们会感到疼痛吗？如果是的话，他们会受苦吗——即使是最基本的方式？ »他们问自己。

这些问题显然目前还没有答案，但无疑需要在未来进行辩论：“为了评估类器官是否代表了意识的标准，有必要就这些标准是什么达成共识。» 表示研究人员的论文。然而，其中明确指出该项目“不是重建人类意识，而是与学习、认知和计算相关的功能方面。 »尽管如此，他们还是主张进行广泛的辩论：“对类器官智能进行全面的伦理分析需要不同受众和所有相关利益相关者的投入。”一个生物伦理学家团队也参与了该项目。“这是完全未开发的领域» 文章说。具有令人眼花缭乱的含义。

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来源 ： 科学前沿