類人腦:能效提高100萬倍!

banq發表於2024-06-10


FinalSpark 開發的活體計算機由 1由 16 個類器官或在實驗室中培育的腦細胞團組成,它們可以相互傳遞資訊。

  • 這些腦器官是源自人類幹細胞的微小自組織三維組織培養物。
  • 這種迷你大腦由大約 10,000 個活體神經元構成,神經元直徑約為 0.5 毫米.
  • 這些腦器官可以處理資訊,模擬真實大腦的電活動
  • 它們壽命約為 100 天,而人腦中的神經元壽命約為 80 年。

工作原理與傳統的計算機晶片非常相似:透過像電路一樣的神經元傳送和接收訊號。
特殊之處在於:活體機器消耗的能量更少,因為活體神經元消耗的能量比目前使用的數字處理器少一百萬倍以上。

這一成果被描述為一項“重要突破”,可能帶來速度更快、更易於使用且更節能的技術。

  • 科學家發現,在同樣的速度和 1,000 倍以上的記憶體下,人腦僅消耗 10 到 20 瓦的電力,而計算機則消耗 21 兆瓦。 

類器官
類器官是由幹細胞製成的微小的、自組織的三維組織培養物。

這樣的培養物可以複製器官的大部分複雜性,或表達器官的某些特定方面,比如只產生某些型別的細胞。

科學家提取幹細胞並培養約一個月,直到它們形成類似神經元的特徵。這些類器官經過多巴胺劑量的訓練——當它們正確地完成任務時,它們會得到一股化學物質作為獎勵。科學家透過將大腦類器官的某個區域暴露在光線下來注入多巴胺——類似於人類大腦某個區域被啟用時釋放多巴胺的方式。

微型大腦周圍有八個電極,可以測量類器官中的活動,研究人員可以透過電極傳送電流來影響神經元。 這些電極具有刺激類器官和記錄其處理的資料的雙重作用。 

這些類器官也被安置在一個微流體培養箱中,該培養箱充當微量液體的微型管道系統,為細胞提供營養,並提供維持細胞存活所需的營養。

培養箱將類器官保持在體溫下,並自動流動和維護細胞培養基,提供無細菌和病毒的穩定環境。


溼件wetware
在我們的大腦中,為了學習任何東西,你都需要從物理上改變建立突觸連線的硬體。所以我們需要一個新詞,而‘溼件wetware’這個詞很有意義,因為細胞需要潮溼的環境才能生存。

溼件wetware:就像真實的人腦一樣,它介於計算機硬體(即處理資訊的晶片)和軟體(在硬體上執行的程式)之間。

該團隊最近推出了腦計算機線上平臺,使全球研究人員能夠遠端對體外生物神經元進行實驗。
世界各地的實驗室和大學已經連線到 FinalSpark 來測試硬體。

建立類器官的技術相對較新,之前對將人類神經元轉變為計算機的研究很少。

 

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