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資訊頻道2月28日，美國科學(xué)家在《科學(xué)前沿》雜志發(fā)布了一項“類器官智能”計劃。
近20年來，科學(xué)家一直在使用微小的類器官，即實驗室培養(yǎng)的類似于成熟器官的組織，在腎臟、肺和其他器官上進行實驗。最近，約翰斯·霍普金斯大學(xué)隆伯格公共衛(wèi)生學(xué)院教授Thomas Hartung團隊一直在研究類腦器官。這種器官雖然只有筆尖大小，但卻擁有大腦功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特征，例如神經(jīng)元和其他對學(xué)習與記憶等認知功能至關(guān)重要的腦細胞。
“這為研究人類大腦如何工作開辟了道路。”Hartung說。
他表示，“計算機和人工智能一直在推動技術(shù)革命，但它們正在到達‘天花板’。生物計算可以提高計算效率，突破我們目前的技術(shù)極限。”
早在2012年，Hartung就開始將人類皮膚樣本中的細胞重新編程為類似胚胎干細胞的狀態(tài)，進而將腦細胞培養(yǎng)并組裝成功能性類器官。每個類器官含有大約5萬個細胞，相當于果蠅神經(jīng)系統(tǒng)的大小。如今，Hartung設(shè)想用這種類腦器官建造一臺計算機。
Hartung表示，在這種“生物硬件”上運行的計算機可能會在未來10年開始緩解超級計算機的能耗需求，這種需求正變得越來越不可持續(xù)。盡管計算機處理數(shù)字和數(shù)據(jù)的計算速度比人類快，但人腦在作出復(fù)雜的邏輯決策方面卻要聰明得多，比如區(qū)分狗和貓。
“大腦仍然是現(xiàn)代計算機無法比擬的。”Hartung說，“Frontier是肯塔基州最新的超級計算機，耗資6億美元，占地6800平方英尺。去年6月，它首次超過了單個人腦的計算能力，但消耗的能量要比人腦高出100萬倍。”
Hartung說，類器官智能可能需要幾十年才能驅(qū)動一個像老鼠一樣聰明的系統(tǒng)。但通過擴大腦類器官的生產(chǎn)，并用人工智能對其進行訓(xùn)練，他預(yù)測，生物計算機未來將支持卓越的計算速度、處理能力、數(shù)據(jù)效率和存儲能力。
“我們需要幾十年時間才能實現(xiàn)與任何類型計算機相媲美的目標。”Hartung說，“但如果我們不開始為此創(chuàng)建資助計劃，這將變得更加困難。”
約翰斯·霍普金斯大學(xué)環(huán)境健康與工程助理教授Lena Smirnova表示，類器官智能還可能徹底改變神經(jīng)發(fā)育障礙和神經(jīng)退行性病變的藥物測試研究。
“我們想比較一般捐贈者的腦類器官和自閉癥捐贈者的腦類器官。”Smirnova說，“我們正在朝著生物計算方向開發(fā)工具，這將使我們了解自閉癥特異性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的變化，而無須使用動物或接觸患者，進而了解患者存在這些認知問題和障礙的潛在機制。”
為了評估與類器官智能合作的倫理影響，一個由科學(xué)家、生物倫理學(xué)家和公眾組成的多元化聯(lián)盟已被嵌入到團隊中。
來源：《中國科學(xué)報》
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