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研究人员将实验室培养的人脑组织与电子设备融合

来源:小编 | 更新时间:2023-12-18 19:00:59

在一个直接源自科幻恐怖电影开场场景的故事中,科学家们弥合了生物技术和电子学之间的关键差距。这项研究发表在《自然电子》杂志上,详细介绍了一种“混合生物计算机”,它将实验室培养的人类大脑组织与传统电路和人工智能结合起来。该系统名为Brainoware,能够以78% 的准确度识别声音。有一天,它可能会制造出与神经元融合的硅微芯片。

研究人员将实验室培养的人脑组织与电子设备融合

Brainoware 将大脑类器官(源自干细胞的人类细胞簇,进化成充满神经元的“迷你大脑”)与传统电子电路相结合。为了实现这一目标,研究人员将“一个类器官放置在包含数千个电极的板上,以将大脑与电路连接起来。”这些电路与大脑类器官对话,“以电脉冲模式翻译它们想要的信息。”

然后脑组织学习该技术并与该技术进行交流。电子阵列中的传感器检测迷你大脑的响应,并由经过训练的机器学习算法进行解码。换句话说,在人工智能的帮助下,神经元和电子器件融合成一个(目前非常基本的)解决问题的生物机器。

研究人员训练计算机大脑系统识别人类声音。他们对Brainoware 进行了8 人讲话的240 段录音的训练,“将音频转换成电信号,发送到类器官。”有机部分对每种声音都有不同的反应,同时生成人工智能学会理解的神经活动模式。 Brainoware 学会了以78% 的准确率识别声音。

该团队认为这项工作更多的是概念验证,而不是在不久的将来使用的东西。尽管之前的研究表明2D 神经元细胞培养物可以做类似的事情,但这是第一次使用训练有素的3D 人脑细胞块进行试验。它可能预示着生物计算的未来,“人脑的速度和效率”激发了超级人工智能。 (可能会出现什么问题?)

意大利比萨大学的生物医学工程师阿蒂阿卢瓦利亚(Arti Ahluwalia) 认为,这项技术可以为人类大脑带来更多的了解。由于大脑类器官可以以简单细胞培养物无法做到的方式复制神经系统的控制中心,因此研究人员相信Brainoware(及其可能产生的进一步进展)可以帮助建模和研究阿尔茨海默病等疾病。神经系统疾病。阿鲁瓦利亚告诉《自然》杂志:“这就是希望;这些技术有一天可以取代动物大脑模型。”

奇异的原始机器人面临的挑战包括保持类器官的存活,特别是当转移到科学家最终想要部署它们的更复杂的领域时。脑细胞必须在培养箱中生长,对于较大的类器官来说,这可能会变得更具挑战性。下一步包括努力了解大脑类器官如何适应更复杂的任务,并对其进行修改以提高稳定性和可靠性。

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