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尽管这一概念听起来像是科幻小说中的情节，但一些研究人员正在尝试用活细胞制造计算机，并已取得实际进展。欢迎来到生物计算的奇妙世界。
在瑞士，一群科学家正在引领这一领域的发展。他们希望未来能看到数据中心充满“活”服务器，这些服务器可以复制人工智能（AI）学习的某些方面，并且可能仅使用当前方法的一小部分能量。这是 Fred Jordan 博士的愿景，他是 FinalSpark 实验室的联合创始人，我最近参观了他的实验室。
目前使用的计算机硬件和软件概念已经为人们所熟知。Jordan 博士和该领域的其他人使用“湿件”这一略显令人惊讶的术语来指代他们正在创造的东西。简单来说，它涉及创建神经元，这些神经元被发展成称为类器官的集群，这些类器官可以连接到电极——此时，尝试将它们用作微型计算机的过程就可以开始了。
Jordan 博士承认，对于许多人来说，生物计算的概念可能有点奇怪。“在科幻小说中，人们已经接触这些想法很长时间了，”他说。“当你开始说‘我要像使用小机器一样使用神经元’时，这是对我们大脑的不同看法，它让你质疑我们是什么。”
对于 FinalSpark 来说，这一过程始于从人类皮肤细胞中提取的干细胞，他们从日本的一家诊所购买这些细胞。实际的捐赠者是匿名的。但也许令人惊讶的是，他们并不缺乏供应。“有很多人联系我们，”他说。“但我们只选择来自官方供应商的干细胞，因为细胞的质量至关重要。”
在实验室里，FinalSpark 的细胞生物学家 Flora Brozzi 博士递给我一个装有几个白色小球的盘子。每个小球本质上都是一个微小的、实验室培育的微型大脑，由活干细胞制成，这些干细胞被培养成神经元和支持细胞的集群——这些就是“类器官”。它们远没有人类大脑复杂，但它们具有相同的构建模块。
经过一个可能持续数月的过程后，类器官就可以连接到电极，然后被提示对简单的键盘命令做出反应。这是一种发送和接收电信号的方式，结果记录在连接到系统的普通计算机上。这是一个简单的测试：按下一个键，通过电极发送电信号，如果它工作（它并不总是工作），你可以看到屏幕上活动的微小跳跃作为响应。显示的是一个移动的图表，看起来有点像脑电图。
我快速连续按了几次键，响应突然停止。然后图表上出现了一个短暂的、明显的能量爆发。当我问发生了什么时，Jordan 博士说，关于类器官做什么以及为什么，他们还有很多不了解的地方。也许我惹恼了它们。
电刺激是团队实现生物计算机神经元学习并最终适应执行任务的更大目标的重要第一步。“对于 AI 来说，它总是同样的事情，”他说。“你给一些输入，你希望得到一些有用的输出。例如，你给一张猫的图片，你希望输出能判断它是否是猫，”他解释道。
保持普通计算机运行很简单——它只需要电源——但生物计算机呢？这是科学家们还没有答案的问题。“类器官没有血管，”伦敦帝国理工学院神经技术教授兼神经技术中心主任 Simon Schultz 说。“人类大脑有血管，这些血管以多种尺度遍布其中，并提供营养以保持其良好运作。我们尚不知道如何正确制造它们。所以这是目前最大的挑战。”
但有一件事是肯定的。当我们谈论计算机死亡时，对于“湿件”来说，字面上就是这种情况。FinalSpark 在过去四年中取得了一些进展：其类器官现在可以存活长达四个月。但有一些与它们最终死亡相关的奇怪发现。有时，它们在死亡前会观察到类器官活动的激增——类似于在一些人类临终时观察到的心率和大脑活动增加。
“有几起事件，我们在生命的最后几分钟或几十秒内活动非常快速地增加，”Jordan 博士说。“我认为我们在过去五年中记录了大约 1000 或 2000 次这种个体死亡。这很令人难过，因为我们必须停止实验，理解它死亡的原因，然后我们再做一次，”他说。
Schultz 教授同意这种不感情用事的方法。“我们不应该害怕它们，它们只是由不同材料制成的计算机，”他说。
FinalSpark 并不是唯一在生物计算领域工作的科学家。澳大利亚公司 Cortical Labs 在 2022 年宣布，它已经成功地让人工神经元玩早期的电脑游戏 Pong。在美国，约翰霍普金斯大学的研究人员也在构建“微型大脑”来研究它们如何处理信息——但这是在开发针对阿尔茨海默病和自闭症等神经系统疾病的药物的背景下进行的。
希望 AI 很快能够推动这类工作。但目前，约翰霍普金斯大学的研究负责人 Lena Smirnova 博士认为，湿件在科学上令人兴奋——但处于早期阶段。她说，目前几乎没有可能取代计算机芯片的主要材料。“生物计算应该补充——而不是取代——硅 AI，同时也推进疾病建模和减少动物使用，”她说。
Schultz 教授同意：“我认为它们在许多事情上无法超越硅，但我们会找到一个利基市场，”他建议。
然而，即使技术越来越接近实际应用，Jordan 博士仍然被它的科幻起源所吸引。“我一直是科幻小说的粉丝，”他说。“当你有一部科幻电影或一本书时，我总是感到有点难过，因为我的生活不像书里那样。现在我觉得我在书里，正在写书。”
