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未来计算机在人脑细胞上运行?类器官智能,最前沿生物计算向我们走来

  来源:科技日报 记者 张梦然

  尽管人工智能(AI)创造的记录令人印象深刻,但它的学习能力与人脑相比依然相形见绌。现在,科学家们揭示了一条革命性道路:类器官智能,即以实验室培养的大脑类器官充当生物硬件。

  AI长期以来都受人脑的启发,这种方法被证明是非常成功的,让AI拥有了从医疗诊断到诗歌创作的多方面成就。但毫无疑问,原始模型——人脑目前在许多方面仍然优于机器,那如果不是试图让AI更像大脑,而是直接从源头入手呢?

  多领域科学家正在努力创造新一代生物计算机,他们试图以脑细胞的三维培养物(大脑类器官)作为生物硬件,并在《科学前沿》杂志上描述了实现这一愿景的路线图。

  美国约翰斯·霍普金斯大学托马斯·哈通教授说:“我们称这个新的跨学科领域为‘类器官智能’(OI)。一群顶尖科学家正聚集在一起开发这项技术,其将开启一个快速、强大和高效的生物计算新时代。”

  大脑类器官为什么是更好的计算机?

  大脑类器官是一种诞生于实验室的细胞培养物。它不是“迷你大脑”,但它可“共享”大脑功能和结构的关键方面,例如神经元和其他脑细胞。此外,虽然大多数细胞培养物是扁平的,但类器官却具有三维结构,这使培养物的细胞密度增加了一倍,也意味着神经元可形成更多的连接。

  但人们依然会问:当前的计算机不是比大脑更聪明、更快吗?

  哈通解释说,虽然硅基计算机在数字方面肯定更好,但大脑更擅长学习,而且更节能。例如,训练著名AI“阿尔法狗”所花费的能量,超过维持一个活跃的成年人10年所需的能量。

  “大脑还具有惊人的存储信息的能力。”哈通补充道,“我们正在达到硅计算机的物理极限,因为人类不能再将更多的晶体管封装到一个微小的芯片中了。但是大脑的连接完全不同,它有大约100亿个神经元通过超千个点连接起来。与目前的技术相比,这是一个巨大的功率差异。”

  OI生物计算机什么样?

  根据哈通的说法,目前的大脑类器官需要扩大规模。“它们太小了,每个包含大约50000个细胞。对于OI,我们需要将这个数字增加到10万。”

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