真人細胞造迷你大腦　未來電腦革命開始？

科學家培育迷你人腦 推動生物電腦發展

雖然聽起來像科幻小說，但少數科學家正實際嘗試用活細胞製造電腦。這就是所謂的「生物電腦」世界。

我造訪了瑞士一間名為FinalSpark的實驗室，見證這項創新技術的前沿。該團隊的願景是未來數據中心會充滿「活生生」的伺服器，它們模仿人工智能（AI）學習的部分機制，且能耗遠低於現有技術。

創辦人Fred Jordan博士表示，這種生物電腦不同於傳統的硬件和軟件組合，他們稱之為「濕件」（wetware）。簡單來說，就是培育神經元形成稱為「類器官」（organoids）的細胞團，再將它們連接到電極，開始嘗試讓它們像微型電腦一樣運作。

Jordan博士坦言，對很多人來說，生物電腦的概念可能有點怪異。「在科幻作品中，我們早已熟悉這些想法。」他說：「當你開始把神經元當作小型機器使用，會讓你重新思考我們的大腦到底是什麼。」

FinalSpark的研究從人類皮膚細胞衍生的幹細胞開始，這些細胞由日本的診所匿名提供。Jordan說，他們不愁找不到捐贈者，但只選擇官方供應商以確保細胞質量。

在實驗室裡，細胞生物學家Flora Brozzi博士展示了幾個小白球狀物體，每一個都是由活幹細胞培育出的微型「迷你大腦」，由神經元和支持細胞組成，稱為類器官。雖然遠不及人腦複雜，但擁有相同的基本結構。

經過數月培養後，類器官會接駁至電極，嘗試對簡單的鍵盤指令作出反應。這是利用電信號傳遞與接收，結果會在連接的普通電腦屏幕上以類似腦電波圖（EEG）的形式顯示。

測試很簡單：按鍵盤，電極傳遞信號，如果成功，就會在屏幕上見到微弱的活動跳動。當我連續快速按鍵時，反應突然停止，隨後屏幕出現短暫的能量爆發。Jordan說，他們仍不完全理解類器官的反應原因，可能是我「惹怒」了它們。

這些電刺激是團隊觸發生物電腦神經元學習、讓它們能適應執行任務的第一步。他解釋：「AI永遠是輸入、處理、輸出。例如給它一張貓的照片，期望它能識別出是貓。」

維持生物電腦生命的挑戰

普通電腦只需電力供應便能運作，但生物電腦如何「存活」？這是科學界尚未解答的問題。

倫敦帝國學院神經技術教授Simon Schultz指出：「類器官沒有血管。人腦內血管網絡複雜，為腦細胞提供營養，我們還沒能真正製造出這樣的結構，這是最大的挑戰。」

此外，生物電腦真的會「死」，這與傳統電腦完全不同。FinalSpark已將類器官的存活時間延長至約四個月，但它們死亡前常出現一陣活動激增，類似人類瀕死時心跳和腦波的變化。Jordan說：「在過去五年中，我們記錄了約一千至兩千次這種個體死亡事件。」

教授Schultz認為不必害怕這些生物電腦：「它們不過是以不同物質製成的電腦。」

生物電腦的未來應用

FinalSpark並非唯一投入生物電腦研究的團隊。澳洲公司Cortical Labs曾宣稱用人工神經元玩經典電玩《Pong》。美國約翰霍普金斯大學也培養迷你大腦，研究神經疾病如阿茲海默症和自閉症的藥物開發。

約翰霍普金斯大學的Lena Smirnova博士認為，濕件技術科學價值高，但仍處於初期階段，短期內不會取代矽基芯片。她說：「生物電腦應該是矽基AI的補充，而非替代，並推動疾病模型與減少動物實驗。」

Schultz教授亦表示：「生物電腦無法全面超越矽晶技術，但會找到自己的應用領域。」

儘管技術日益成熟，Jordan博士仍深受科幻啟發：「我一直是科幻迷，過去看科幻書或電影時，總覺得現實生活跟書中差很遠。現在我覺得自己正親身寫著這本書。」

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評論與啟示

這項研究將科技與生命科學深度融合，開啟了全新計算領域的可能性。生物電腦不僅挑戰我們對「電腦」的傳統定義，更促使我們重新審視人腦的本質和機械智能的界限。濕件電腦的出現，可能在未來成為能源效率極高的AI平台，緩解現今數據中心龐大的電力負擔。

然而，技術仍面臨巨大挑戰——如何維持活細胞網絡的長期存活和穩定運作？如何處理倫理問題，如活體神經組織的意識與權利？這些都需要跨學科合作，且需社會各界深思。

另外，生物電腦的發展可能促進神經科學、藥物研發和疾病模型的革新，尤其在理解複雜神經系統疾病上有獨特優勢。它不會取代現有矽基芯片，而是成為補充，開拓新的應用空間。

總體而言，生物電腦代表人類科技與生命科學交匯的新前沿，科幻成真卻仍有漫長路要走。這種跨界創新提醒我們，未來的計算不再是冷冰冰的矽晶體，而是活生生、有機的系統。這同時也引發我們對智能、生命與機器界線的哲學反思，值得香港乃至全球科技界持續關注與投入。

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