研究人員正在開(kāi)發(fā)一種由人類(lèi)腦細(xì)胞運(yùn)行并由人工智能訓(xùn)練的“生物計(jì)算機(jī)”。

約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)這個(gè)名為“類(lèi)器官智能”的新領(lǐng)域。該團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)這一創(chuàng)新領(lǐng)域?qū)⑦h(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)前的計(jì)算能力，并為新的研究領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。研究結(jié)果發(fā)表在科學(xué)前沿。

“計(jì)算和人工智能一直在推動(dòng)技術(shù)革命，但它們正在達(dá)到天花板。生物計(jì)算是壓縮計(jì)算能力和提高其效率以突破我們當(dāng)前技術(shù)極限的巨大努力，”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、約翰霍普金斯大學(xué)彭博公共衛(wèi)生學(xué)院和懷廷工程學(xué)院環(huán)境健康科學(xué)教授 Thomas Hartung 說(shuō)。

科學(xué)家們已經(jīng)在試驗(yàn)大腦類(lèi)器官，這種微小的球體包含神經(jīng)元和其他具有記憶和學(xué)習(xí)等基本功能的特征。在過(guò)去的 20 年里，他們一直在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)組織來(lái)模仿成熟的器官，對(duì)肺、腎和其他器官進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。此方法避免使用動(dòng)物或人體測(cè)試。

Hartung 認(rèn)為大腦類(lèi)器官可能是可以為未來(lái)計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力的“生物硬件”，從而消除與超級(jí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的能源消耗問(wèn)題。腦細(xì)胞更擅長(zhǎng)做出復(fù)雜的邏輯決策，比如區(qū)分貓和狗，而計(jì)算機(jī)計(jì)算數(shù)據(jù)和數(shù)字的速度比人腦快。

“大腦仍然是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。Frontier 是肯塔基州最新的超級(jí)計(jì)算機(jī)，耗資 6 億美元，占地 6,800 平方英尺。僅在去年 6 月，它就首次超過(guò)了單個(gè)人腦的計(jì)算能力——但使用的能量卻多出一百萬(wàn)倍，”Hartung 解釋道。

他計(jì)劃擴(kuò)大大腦類(lèi)器官的生產(chǎn)，并用 AI 訓(xùn)練細(xì)胞，以創(chuàng)建能夠提供更好的處理能力、計(jì)算速度、存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)效率的生物計(jì)算機(jī)。

此外，約翰霍普金斯大學(xué)環(huán)境健康與工程助理教授 Lena Smirnova 表示，類(lèi)器官智能可以加速神經(jīng)退化和神經(jīng)發(fā)育障礙的藥物測(cè)試研究。

“我們想比較來(lái)自正常發(fā)育的捐贈(zèng)者的大腦類(lèi)器官與來(lái)自患有自閉癥的捐贈(zèng)者的大腦類(lèi)器官。我們正在為生物計(jì)算開(kāi)發(fā)的工具與使我們能夠了解自閉癥特有的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)變化的工具相同，而無(wú)需使用動(dòng)物或接觸患者，”Smirnova 說(shuō)。