大脑类器官实际上并不像人类大脑的微型版本，但笔点大小的细胞培养物含有具有类脑功能的神经元，形成了大量的连接。
科学家称这种现象为“盘子里的智力”。
约翰霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院和巴尔的摩惠廷工程学院的环境健康与工程学教授托马斯·哈东博士从2012年开始通过改变人类皮肤样本来培养类脑器官。
他和他的同事设想将大脑类器官的力量结合成一种比超级计算机更节能的生物硬件。这些“生物计算机”将利用大脑类器官网络，可能会彻底改变阿尔茨海默病等疾病的药物测试，提供对人脑的深入了解，并改变计算的未来。
哈东和他的同事们描述类器官智能计划的研究发表在周二的《科学前沿》杂志上。
该研究的资深作者哈通在一份声明中说:“计算和人工智能一直在推动技术革命，但它们正在达到天花板。”“生物计算是一项巨大的努力，它压缩了计算能力，提高了计算效率，突破了我们目前的技术极限。”
人类大脑vs.人工智能
虽然人工智能受到人类思维过程的启发，但该技术无法完全复制人脑的所有功能。这就是为什么人类可以使用基于图像或文本的验证码，或完全自动化的公共图灵测试来区分计算机和人类，作为一种在线安全措施来证明他们不是机器人。
图灵测试，也被称为模仿游戏，是由英国数学家和计算机科学家艾伦·图灵于1950年开发的，用于评估机器如何表现出与人类相似的智能行为。
但计算机究竟如何与人脑相抗衡呢?
超级计算机处理大量数字的速度比人类快。
哈通说:“例如，AlphaGo(2017年击败世界第一围棋手的人工智能)是根据16万场比赛的数据进行训练的。”“一个人必须每天玩5个小时，玩175年以上才能体验到这么多游戏。”
另一方面，人脑的能源效率更高，也更擅长学习和做出复杂的逻辑决策。像能够区分不同动物这样基本的任务，人脑很容易就能完成，而计算机却做不到。
美国田纳西州橡树岭国家实验室造价6亿美元的超级计算机“前沿”重达8000磅(3629公斤)，每个机箱的重量相当于两辆标准皮卡的重量。哈通说，今年6月，这台机器的计算能力超过了单个人脑的计算能力，但它消耗的能量是人脑的100万倍。
哈通说:“现代计算机仍然无法与人脑相匹敌。”
他补充说:“大脑也有惊人的存储信息的能力，估计有2500兆兆字节。”“我们正在达到硅计算机的物理极限，因为我们无法在一个小小的芯片中装入更多的晶体管。”
生物计算机如何工作
干细胞先驱约翰·b·戈登(John B. Gurdon)和山中伸弥(Shinya Yamanaka)在2012年获得诺贝尔奖，因为他们开发了一项技术，可以从皮肤等发育完全的组织中产生细胞。这项开创性的研究使得像哈通这样的科学家能够开发出大脑类器官，用于模拟活体大脑，并测试和识别可能对大脑健康构成风险的药物。
哈东回忆说，其他研究人员曾问他，大脑类器官是否能思考或实现意识。这个问题促使他考虑向类器官提供有关其环境的信息，以及如何与之互动。
“这为研究人类大脑是如何工作的打开了大门，”哈东说，他也是欧洲动物试验替代方案中心的联合主任。“因为你可以开始操纵系统，做一些在道德上无法用人脑做的事情。”
哈通将类器官智能定义为“在实验室培养的人脑模型中再现认知功能，如学习和感觉处理。”
哈通目前使用的大脑类器官需要扩大规模，以实现OI或类器官智能。每个类器官的细胞数量与果蝇神经系统的细胞数量相当。一个单一的类器官大约是人脑大小的百万分之一，这意味着它相当于大约800兆字节的存储空间。
“它们太小了，每个细胞大约包含5万个细胞。对于OI，我们需要将这个数字增加到1000万，”他说。
研究人员还需要与类器官通信的方法，以便向它们发送信息，并接收类器官正在“思考”的读数。该研究的作者已经开发了一个蓝图，其中包括生物工程和机器学习的工具，以及新的创新。研究人员在研究中写道，允许在类器官网络中进行不同类型的输入和输出，将允许执行更复杂的任务。
哈通说:“我们开发了一种脑机接口设备，它是一种用于类器官的脑电图(EEG)帽，我们在去年8月发表的一篇文章中介绍了它。”“这是一个灵活的外壳，上面密集地覆盖着微小的电极，既可以从类器官接收信号，也可以将信号传输给它。”
哈通希望有一天人工智能和人工智能之间会有一个有益的沟通渠道，“这将使两者能够探索彼此的能力。”
OI的使用方法
研究人员说，类器官智能最具影响力的贡献可能体现在人类医学上。
大脑类器官可以从神经疾病患者的皮肤样本中开发出来，使科学家能够测试不同的药物和其他因素如何影响他们。
哈通说:“有了OI，我们也可以研究神经系统疾病的认知方面。”“例如，我们可以比较来自健康人和阿尔茨海默病患者的类器官的记忆形成，并尝试修复相对缺陷。我们还可以使用OI来测试某些物质，如农药，是否会导致记忆或学习问题。”
大脑类器官也可以开辟理解人类认知的新途径。
“我们想比较来自正常发育捐赠者的脑类器官和来自自闭症捐赠者的脑类器官，”研究合著者和联合研究员、约翰霍普金斯大学环境健康与工程助理教授莉娜·斯米尔诺娃在一份声明中说。
她说:“我们正在朝着生物计算方向开发的工具，与让我们了解自闭症特异性神经元网络变化的工具是相同的，而无需使用动物或接触患者，因此我们可以了解患者为什么有这些认知问题和障碍的潜在机制。”
使用大脑类器官来创造类器官智能仍然处于起步阶段。哈东说，开发出与计算机具有鼠标脑力的成骨不全症可能需要几十年的时间。
但已经有一些有希望的结果说明了什么是可能的。该研究的合著者、澳大利亚墨尔本皮质实验室的首席科学官布雷特·卡根博士和他的团队最近表明，脑细胞可以学会玩电子游戏《Pong》。
“他们的团队已经在用大脑类器官进行测试，”哈东说。“我想说，用类器官复制这个实验已经满足了OI的基本定义。从现在开始，只需要建立社区、工具和技术来实现OI的全部潜力。”
大脑类器官的伦理
创造具有认知功能的人脑类器官引发了一系列伦理问题，包括它们是否能发展意识或感受到疼痛，以及那些用于制造这些器官的细胞的人是否对这些类器官有任何权利。
哈通说:“我们愿景的一个关键部分是以道德和社会负责任的方式发展成骨不全症。”“出于这个原因，我们从一开始就与伦理学家合作，建立了一种‘嵌入式伦理学’方法。随着研究的发展，所有的伦理问题都将由科学家、伦理学家和公众组成的团队持续评估。”
南非开普敦大学(University of Cape Town)知识产权法名誉教授朱利安·金德勒(Julian Kinderlerer)在另一份发表的政策展望中写道，让公众参与对类器官智能的理解和发展至关重要。Kinderlerer没有参与这项新的OI研究。
Kinderlerer写道:“我们正在进入一个新的世界，在这个世界里，人类和人类构造之间的界面模糊了区别。”“社会不能被动地等待新发现;它必须参与识别和解决可能的伦理困境，并确保任何实验都在尚未确定的伦理边界内。”
纽约哥伦比亚大学研究战略与创新副院长、环境健康科学教授加里?米勒在周二发表的另一篇观点文章中写道，关注ChatGPT等人工智能的发展，一些人开始质疑计算机距离通过图灵测试还有多远。米勒没有参与约翰霍普金斯大学的研究。
他写道，虽然ChatGPT可以有效地收集互联网上的信息，但它不能像培养的细胞系统那样对温度变化做出反应。
米勒写道:“大脑类器官系统可以展示智力和感知能力的关键方面。”
“这要求对这项技术的伦理影响进行强有力的审查，其中必须包括伦理学家。我们必须确保这一过程的每一步都以科学的完整性进行，同时承认更大的问题是对社会的潜在影响。OI模糊了人类认知和机器智能之间的界限，技术和生物学的发展速度可能超过所需的伦理和道德讨论。这一新兴领域必须采取积极的方法来解决伴随这类科学进步而来的伦理和道德问题，而且必须在技术坠入道德深渊之前这样做。”
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