​科学家教脑细胞打乒乓球，仅5分钟学会

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近日，各大科技媒体纷纷报道了一则新闻：澳大利亚生物科技初创公司Cortical Labs 用人类脑细胞培育的“培养皿大脑”（Dish Brain）学会了打乒乓球。这意味着，人类脑细胞或许具有主观能动性，能够根据目标自主组织行为。那么，“人造大脑”是否真的能够拥有类似人类的智慧？其中又会涉及哪些伦理问题？

脑细胞学打乒乓球

1981年，希拉里·普特南（Hilary Putnam）在他的《理性，真理和历史》（Reason, Truth, and History）一书中，阐述了关于“缸中之脑”的假想：“一个人被邪恶科学家施行了手术，他的脑被从身体上切了下来，放进一个盛有维持脑存活营养液的缸中。脑的神经末梢连接在计算机上，他的大脑可以正常运作，电脑也能向大脑传输信息。

这个异想天开的想法如今有了现实依据。近日，来自澳大利亚的研究团队开发了一种“培养皿大脑”（DishBrain）。在实验中，科学家们将80万个活脑细胞放入培养皿，训练它们玩经典的街机游戏《Pong》。这是一款模拟打乒乓球的小游戏，玩家通过移动球拍，让球落到球拍上并被反弹走。

科学家们在一个阵列的左侧或右侧发射电极，提示细胞们球在哪一侧，并使用频率信号来指示球与桨的距离。 刚开始它们的表现不尽如人意，于是团队开发了一种反馈软件，在Dish Brain错过球时利用电极对它们进行“批评”。在反馈系统的帮助下，短短5分钟，这盘脑细胞就学会了打乒乓球。

值得注意的是，这80万个脑细胞中既有人脑细胞，也有小鼠脑细胞。科学家们对比发现，人类神经元在游戏过程中表现得更聪明。研究团队分析认为，人类的神经元树突长度更长，密度更高，这可能是人脑的学习能力胜于其他动物的原因。此外，科学家们还发现，Dish Brain的学习能力可能优于AI，因为AI学会这一游戏花费了90分钟。

这意味着什么？

“这种教会细胞培养物执行一项任务的新能力，开启了新的可能性，这将对技术、健康和社会产生深远的影响。”莫纳什大学计算与系统神经科学实验室主任阿迪尔·拉齐（Adeel Razi）博士说。

Dish Brain是第一个实时合成生物智能平台，这一研究证明了，即使是培养皿中的脑细胞，也具有主观能动性。或者说，生物细胞可能具有以目标导向的方式，来自我组织活动，回应外界稀疏信息的能力。

研究人员还根据神经学家卡尔·弗里斯顿（Karl Friston）的主动推理理论（Active Inference）做出进一步推论：即使是培养皿中的脑细胞，它也会主动创建一个脑内模型，以对外部环境做出智能反应。

这项研究已于10月12日发表在《神经元》（Neuron）杂志上。“我们知道，我们的大脑具有进化上的优势，即为了生存而经过了数亿年的调整。现在，我们似乎已经掌握了如何利用这种难以置信的、强大又廉价的生物智能。”拉齐说。

据悉，人脑包含80亿到1000亿个神经元，即使是最好的计算机都难以复制人脑。研究团队表示，虽然如今“盘中之脑”表现出的智能，远不如人类智能或人工智能那样复杂，但仿佛还是让我们看到了某种不可思议的未来。

此外，这一发现让人类大脑发育和疾病体外研究拥有了更强大的资源。科学家们可以通过模拟精神疾病患者的脑细胞在活体大脑中的致病机制，实时评估药物的影响，从而为癫痫、精神分裂症和自闭症等疾病研究提供新线索。

这项研究也引发了伦理问题的讨论。斯坦福大学法律与生物科学中心主任汉克·格里利（Hank Greely）教授指出，未来我们需要着重考虑，如果类器官有某种意识并且由于移植而受累怎么办？或者如果移植的动物具有部分的人类特征怎么办？

新闻来源：Neuron、BBC、纽约时报、卫报，图片来源于网络

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