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生物电脑前奏正响起！科学家使用“类人脑器官”打造“脑体”系统

来自印第安那大学伯明顿分校（Indiana University Bloomington）、佛罗里达大学（University of Florida）和辛辛那提大学（University of Cincinnat）以及辛辛那提大学儿童医院医学中心（Cincinnati Children’s Hospital Medical Center）的科学家打造了一个整合脑组织与电子硬体的语音辨识和运算系统，以展开高效能生物电脑（biological computer）的研究工作，他们并于 11 日将这个研究成果发表在《自然电子》（Nature Electronics）期刊上。

此一研究推动了由人类脑细胞驱动之神经形态运算装置的发展，该装置有可能比传统硅基电脑的学习速度更快，节能效益更佳。以大脑做为灵感来源的运算硬体，目的在模拟大脑的结构和工作原理，可用来解决当前 AI 技术与应用的局限性，甚至带动医疗科技的进步。

研究人员透过所谓的“类人脑器官”（brain organoid）打造了“脑体”（brainware）系统。所谓“类人脑器官”是一种由人类干细胞培养出来的小型三维神经结构。科学家对该脑体系统进行语言测试与数学测试。

在语言测试中，脑体必须在 240 个音讯片段中将 8 个不同日本男性的声音加以区分。经过一番底层演算法的训练后，该系统的准确率从原有的 51% 左右提升到大约 78% 的程度。在数学测试中，脑体系统被要求对一种代表混乱活动的“厄农映射”（Hénon map）进行预测。结果显示，虽然脑体系统的准确率比硅基神经网络略低，但它的训练时间更短（比硅基神经网络缩短了 90% 以上）。

今年 2 月，由美国约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）领导的国际科学家团队发布了一份迈向“类器官智慧”（organoid intelligence）详细路线图。虽然该团队直言不讳地认为，通用生物电脑可能还需要几十年的时间才能实现，但前述脑体的实验突显了该领域的发展潜力。

周一，同样在《自然电子》期刊上发表关于生物运算研究之评论文章的三位约翰霍普金斯大学科学家，一方面认同该研究会对学习机制、神经发展和神经退行性疾病的认知影响产生根本性的洞见。另一方面也担忧该进展会让人类创造出类似大脑的“培养皿智慧”（intelligence in a dish），这种智慧甚至有可能获得基本意识，这将引发伦理问题的争议。不论如何，随着类大脑器官系统的日益复杂化，今后生物运算系统所面临的众多“神经伦理”（neuroethical）问题，将成为至关重要待解的研究重点。