看似科幻小說的想像,如今正逐步成為現實!全球頂尖研究團隊正致力於運用活體細胞打造劃時代的「生物電腦」,並已展現令人驚豔的突破。這項顛覆性的科技,正引領我們進入一個全新的運算時代。
Media+ONE特派員觀察到,瑞士一組科學家正引領這項前瞻性研究。他們懷抱著宏大願景,期望未來資料中心能遍布由活體細胞構成的伺服器,這些「活體」裝置不僅能像人工智慧一樣自主學習,其能源消耗更將遠低於現今的傳統技術。這正是FinalSpark實驗室共同創辦人弗雷德·喬丹博士所追求的目標。
傳統電腦仰賴硬體與軟體的協同運作,然而,喬丹博士的團隊卻創造出一個令人驚訝的新詞彙——「濕件」。這個概念簡而言之,是透過培育神經元,使其自組為被稱作「類器官」的微型組織,再將這些組織連接至電極,進而將它們視為迷你電腦進行操作與研究。
喬丹博士坦言,「生物電腦」的概念對於大眾而言確實有些不可思議。他表示,儘管科幻作品中早已探討過類似想法,但當我們真正將神經元視為小型運算單元時,這將徹底改變我們對人腦的理解,甚至促使我們重新審視人類存在的本質。
FinalSpark的研究起始於從人類皮膚細胞分離出的幹細胞,這些細胞來自日本的合法診所,捐贈者身分均受保護。令人意外的是,實驗室並不缺乏細胞捐贈者。喬丹博士強調,他們僅選用官方供應商提供的幹細胞,以確保研究品質。
Media+ONE特派員在FinalSpark實驗室中,親眼見證了細胞生物學家弗洛拉·布羅齊博士展示的培養皿,其中漂浮著數個細小的白色球狀物。這些正是實驗室培育出的微型「迷你大腦」,由活體幹細胞發展為神經元與支持細胞交織而成的「類器官」。儘管其複雜度無法與真正的人腦相比,但兩者的基本構成元素卻是相同的。
經過數月的培育,這些類器官將被連接至電極,透過電刺激來回應簡單的鍵盤指令。這種機制允許電訊號的傳輸與接收,結果則由一台普通電腦記錄。實驗過程直觀明瞭:按下鍵盤,電訊號透過電極傳遞,若成功(並非每次皆如此),螢幕上便會顯示微小的活動波形,呈現類似腦電圖的動態曲線。Media+ONE特派員在嘗試快速敲擊按鍵後,系統反應一度停滯,隨後卻爆發出短促而明顯的能量脈衝。喬丹博士對此解釋,對於類器官的反應機制,科學家們仍有許多未解之謎,甚至半開玩笑地說,或許是特派員「惹惱」了這些迷你大腦。
電刺激僅是達成宏大目標的第一步,最終目標是讓「生物電腦」的神經元具備學習能力,進而適應並執行特定任務。喬丹博士進一步闡述,這與人工智慧的運作原理異曲同工:「當你輸入一項資訊,便期望獲得有意義的輸出。例如,輸入一張貓的照片,便期待系統能辨識出『這是一隻貓』。」
維持傳統電腦運作僅需電力供應,然而,要如何確保「生物電腦」的長期存活,至今仍是科學界面臨的巨大挑戰。倫敦帝國理工學院神經技術教授西蒙·舒爾茨指出,類器官缺乏血管系統。相較之下,人類大腦擁有綿密且複雜的血管網絡,持續供應養分以維持正常功能。他強調:「我們尚未掌握如何精準建構這樣的血管系統,這正是當前最關鍵的難題。」
然而,有一點是確定的:傳統電腦的「當機」僅是系統停止運作,但對於「濕件」而言,一旦停止,就意味著真正的「死亡」。
值得一提的是,致力於「生物電腦」研究的不僅限於FinalSpark團隊。澳洲的Cortical Labs公司早在2022年就曾宣布,成功讓體外培育的神經元學會玩經典電玩遊戲《乓》。同時,美國約翰斯·霍普金斯大學的研究團隊也在創建「迷你大腦」,目的在於探索這些組織如何處理資訊,並將其應用於阿爾茨海默症、自閉症等神經性疾病的藥物開發。
專家預期,人工智慧有望加速此類研究的進展。然而,目前領導這項研究的莉娜·斯米爾諾娃博士認為,「濕件」儘管具備科學上的潛力,但仍處於萌芽階段。她強調,這項技術短期內不可能取代現行的電腦晶片材料。她表示:「生物電腦應被視為矽基人工智慧的補充,而非取代品,同時它也能促進疾病模型建構,並減少動物實驗需求。」舒爾茨教授對此觀點亦表認同,認為生物電腦雖無法在所有領域超越矽晶片,但終將找到其獨特的應用價值。
儘管這項尖端技術距離大規模實際應用仍有一段路,喬丹博士對於其科幻啟發卻始終抱持熱情。他感性地說:「我從小就是個科幻迷,過去總覺得現實不如故事精彩。但現在,我感覺自己正身處其中,甚至親手創造著未來的篇章。」