活的人脑细胞可以用作计算机吗？寿命100天，比电脑节能100万倍

你可能很难想象一家瑞士公司发明了一种由活人脑细胞制成的计算机，它通过人脑神经元发送和接收信号并处理数据。这些大脑类器官可以存活100 天，并且消耗的能量比传统处理器少100 万倍。它们有望彻底解决人工智能大语言模型爆炸带来的潜在能源危机。看来人工神经网络终究不如人类神经网络。

近年来，随着人工智能（AI）技术的快速发展，科学家们一直在努力模仿人脑，尝试通过构建人工神经网络来增强计算能力。然而，随着人工神经网络变得越来越复杂，它们需要越来越多的能量。据称，到2030年，它将消耗全球电力的3.5%。 NVIDIA创始人黄延森甚至表示，AI将需要燃烧14个地球的能源。

科学家们一直在寻找减少人工智能能耗的方法，事实证明我们的大脑已经有了现成的答案，利用真正的人类脑细胞构建人工神经网络。毕竟，训练像GPT-3这样的语言模型需要10吉瓦时的能量，而人脑每天只需要0.3千瓦时就能处理860亿个神经元的24小时工作。

瑞士初创公司FinalSpark 受到了启发。他们利用活体脑细胞作为计算阵列，并将其与计算机连接起来，创造了一种结合生物学和计算技术的新方法：生物计算机平台Neuroplatform系统。此类系统使用的能源比传统的基于位的计算机少得多。

简单来说，就是将神经细胞放入培养皿中，通过闭环微流系统与神经元培养基一起培养，生长成直径2.5毫米的脑球（前脑类器官，FO），然后放入8然后，由电极组成的多电极阵列(MEA) 连接到可远程访问的电生理测试系统，通过自定义用户界面或Python 脚本进行交互控制。

那么它是如何计算的呢？关键在于每个脑球下方的八个电极。科学家通过施加不同强度和频率的电刺激来诱导类器官中的神经元活动，用多巴胺奖励它们，然后记录神经元中的电活动信号。传输到计算机进行分析和处理，这与人工神经网络中的数据处理过程非常相似。

FinalSpark的生物计算机平台有四个多电极阵列连接到16个脑球。由于脑球的寿命有限，在最好的情况下只能存活100天。在过去三年的实验中，科学家们培育并替换了1000多个脑球。 Brainball，收集超过18TB 的数据。

当然，FinalSpark 并不是第一个尝试将探针连接到生物系统的团队。 2023年，美国研究人员开发了一种生物处理器，将计算机硬件和大脑类器官连接起来，并让它学会识别语音模式。

FinalSpark的生物计算机平台目前主要用于研究目的，并免费提供给外部学术团体使用。四个项目已取得一定成果。但FinalSpark 计划扩展该平台的功能，以处理更广泛的湿件计算实验协议，例如将分子和药物注入类器官中进行测试。这意味着该技术的潜在应用不仅包括更节能的计算方法，还可以推动类器官研究的发展。

由人脑组织构建的生物计算机在某些方面展示了自然设计的优越性，特别是在能源效率方面。这项研究不仅挑战了我们对计算和人工智能的传统理解，也为生物学和技术的结合开辟了新的可能性。尽管存在伦理方面的考虑（该研究使用了市售的已建立的细胞系，并且不需要伦理批准），但这种生物计算机技术在能源效率和计算能力方面的潜在优势是不可否认的。未来的研究将揭示该技术的其他应用，这可能在解决全球能源危机中发挥重要作用。

我感觉这种电脑没那么简单。更有可能的是，人类大脑和计算机会更加接近，甚至完全无缝地结合起来，创造出一种遥遥领先于竞争对手的新型生化人类，让所有未经改造的人类变得更加强大。如此之远，人类的进化是否已经到了关键的十字路口？没有人知道未来会发生什么。知道——的人可能已经不是人了。

该研究于5 月2 日发表在期刊《人工智能前沿》 上。