类人脑:能效提高100万倍!


FinalSpark 开发的活体计算机由 1由 16 个类器官或在实验室中培育的脑细胞团组成,它们可以相互传递信息。
  • 这些脑器官是源自人类干细胞的微小自组织三维组织培养物。
  • 这种迷你大脑由大约 10,000 个活体神经元构成,神经元直径约为 0.5 毫米.
  • 这些脑器官可以处理信息,模拟真实大脑的电活动
  • 它们寿命约为 100 天,而人脑中的神经元寿命约为 80 年。

工作原理与传统的计算机芯片非常相似:通过像电路一样的神经元发送和接收信号。
特殊之处在于:活体机器消耗的能量更少,因为活体神经元消耗的能量比目前使用的数字处理器少一百万倍以上。

这一成果被描述为一项“重要突破”,可能带来速度更快、更易于使用且更节能的技术。

  • 科学家发现,在同样的速度和 1,000 倍以上的内存下,人脑仅消耗 10 到 20 瓦的电力,而计算机则消耗 21 兆瓦。 

类器官
类器官是由干细胞制成的微小的、自组织的三维组织培养物。

这样的培养物可以复制器官的大部分复杂性,或表达器官的某些特定方面,比如只产生某些类型的细胞。

科学家提取干细胞并培养约一个月,直到它们形成类似神经元的特征。这些类器官经过多巴胺剂量的训练——当它们正确地完成任务时,它们会得到一股化学物质作为奖励。科学家通过将大脑类器官的某个区域暴露在光线下来注入多巴胺——类似于人类大脑某个区域被激活时释放多巴胺的方式。

微型大脑周围有八个电极,可以测量类器官中的活动,研究人员可以通过电极发送电流来影响神经元。 这些电极具有刺激类器官和记录其处理的数据的双重作用。 

这些类器官也被安置在一个微流体培养箱中,该培养箱充当微量液体的微型管道系统,为细胞提供营养,并提供维持细胞存活所需的营养。

培养箱将类器官保持在体温下,并自动流动和维护细胞培养基,提供无细菌和病毒的稳定环境。


湿件wetware
在我们的大脑中,为了学习任何东西,你都需要从物理上改变建立突触连接的硬件。所以我们需要一个新词,而‘湿件wetware’这个词很有意义,因为细胞需要潮湿的环境才能生存。

湿件wetware:就像真实的人脑一样,它介于计算机硬件(即处理信息的芯片)和软件(在硬件上运行的程序)之间。

该团队最近推出了脑计算机在线平台,使全球研究人员能够远程对体外生物神经元进行实验。
世界各地的实验室和大学已经连接到 FinalSpark 来测试硬件。

创建类器官的技术相对较新,之前对将人类神经元转变为计算机的研究很少。