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米乐M6网站類器官智能最前沿生物計算向我們走來
发布者:小编浏览次数:发布时间:2024-03-18

  類器官智能:生物計算的新前沿。圖片來源:《科學前沿》/約翰斯·霍普金斯大學

  實驗室培養的大腦類器官的放大圖像,具有針對差别細胞類型的熒光標記(粉紅色——神經元﹔紅色——少突膠質細胞﹔綠色——星形膠質細胞﹔藍色——整个細胞核)。

  盡管人工智能(AI)創制的記錄令人印象深入,但它的學習材干與人腦比拟如故相形見絀。現正在,科學家們揭示了一條革命性道道:類器官智能,即以實驗室培養的大腦類器官充當生物硬件。

  AI長期以來都受人腦的啟發,這種伎俩被証明利害常凯旋的,讓AI擁有了從醫療診斷到詩歌創作的众方面造诣。但毫無疑問,原始模子——人腦目前正在許众方面仍旧優於機器,那借使不是試圖讓AI更像大腦,而是直接從源頭入手呢?

  众領域科學家正正在尽力創制新一代生物計算機,他們試圖以腦細胞的三維培養物(大腦類器官)作為生物硬件,並正在《科學前沿》雜志上描摹了實現這一願景的道線圖。

  美國約翰斯·霍普金斯大學托馬斯·哈通教育說:“我們稱這個新的跨學科領域為‘類器官智能’(OI)。一群頂尖科學家正鸠合正在一同開發這項技術,其將開啟一個敏捷、強大和高效的生物計算新時代。”

  大腦類器官是一種誕生於實驗室的細胞培養物。它不是“迷你大腦”,但它可“共享”大腦效力和結構的關鍵方面,比如神經元和其他腦細胞。另外米乐M6网站,雖然公共數細胞培養物是扁平的,但類器官卻具有三維結構,這使培養物的細胞密度增进了一倍,也意味著神經元可造成更众的連接。

  哈通解釋說,雖然硅基計算機正在數字方面确定更好,但大腦更擅長學習,并且更節能。比如,訓練知名AI“阿爾法狗”所花費的能量,超過維持一個活躍的成年人10年所需的能量。

  “大腦還具有驚人的存儲音信的材干。”哈通補充道,“我們正正在達到硅計算機的物理極限,因為人類不行再將更众的晶體管封裝到一個渺小的芯片中了。不过大腦的連接完整差别,它有大約100億個神經元通過超千個點連接起來。與目前的技術比拟,這是一個宏大的功率差異。”

  根據哈通的說法,目前的大腦類器官必要擴大規模。“它們太小了,每個包括大約50000個細胞。對於OI,我們必要將這個數字增进到10萬。”

  與此同時,推敲人員還正在開發與類器官通讯的技術。即向它們發送音信並讀出它們正在“思什麼”。這必要採用生物工程和機器學習,以及設計新的刺激和記錄設備。

  哈通團隊還開發了一種腦機接口設備,正在客岁8月發外的一篇論文中,這是一個柔性外殼,星罗棋布地覆蓋著渺小的電極,既可從類器官中接纳信號,也可向其傳輸信號。

  按科學家設思,最終OI將整合廣泛的刺激和記錄器材。它們將類器官網絡連接、激活、協調,從而實現更復雜的計算。

  OI還將超越計算,進入醫學領域。由於諾貝爾獎獲得者約翰·戈登和山中伸彌開發的打破性技術,大腦類器官可從成人組織中產生。這意味著科學家可從患有神經疾病(如阿爾茨海默病)的患者的皮膚樣本中開發個性化的大腦類器官。以此進行众項測試,調查遺傳成分、藥物和毒素若何影響這些條件。

  哈通舉例稱,科學家從此可比較康健人和阿爾茨海默病患者的類器官的記憶造成,並嘗試修復缺陷。

  創制能夠學習、記憶並與環境互動的人腦類器官的同時,肯定面臨復雜的倫理問題。它們能否發展意識?它們會經歷痛楚嗎?科學界對由細胞制成的大腦類器官擁有怎樣的權利?

  推敲人員敏銳地意識到這些問題。哈通示意,要以合乎德行和對社會負責的方法發展OI,出於這個因为,從一開始他們就與倫理學家合营,筑筑了“嵌入式倫理”伎俩。隨著推敲的發展,整个倫理問題都將由科學家、倫理學家和公眾組成的團隊不斷進行評估。

  盡管OI仍處於起步階段,但科學家比来發外的一項推敲已供给了观点証明。推敲顯示,寻常的、扁平的腦細胞培養物能够學會玩電子乒乓逛戲。

  哈通對此總結道,推敲團隊已經正在用大腦類器官進行測試,用類器官復制這個實驗已經滿足了OI的根本定義。從現正在開始,隻需筑筑社區、器材和技術,人類即可實現OI的整体潛力。(記者 張夢然)

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