大約 100 萬個活體腦細胞在培養皿中生長出來。外界看來它們被放在物理世界的一個容器裡。但它們會認為自己“生活”在一個截然不同的世界。

這個世界裡只有復古的乒乓球電子遊戲 Pong，他們整天都在打這個遊戲。

科學家對外把它們叫做盤中大腦(DishBrain)。在正式論文裡則描述為體外神經網路(In vitro neural networks)。

這項研究來自澳大利亞初創公司 Cortical Labs。他們的目標是把活體生物神經元與傳統矽積體電路結合在一起，創造出晶片新物種。

研究團隊的領導者是 Cortical Labs 首席科學家 Brett Kagan。他透露公司內部經常用《黑客帝國》中的矩陣來稱呼這些腦細胞生活的世界

在遊戲中，它們相信自己就是那個球拍。

全世界已經有不少團隊在嘗試培養這種類腦器官，但 Kagan 認為他們首次發現了這些“迷你大腦”能夠完成目標導向的任務。

論文的結論部分這樣寫道：

利用 DishBrain 系統，我們證明了單層的體外皮質神經元在虛擬遊戲世界中可以自我組織並表現出智慧和有感知能力的行為。

腦細胞是誰的？

腦細胞如何獲取，這項研究是否符合倫理規範，可能是很多人首先關心的問題。

可以放心，並不需要從人腦中提取神經元細胞，而是有兩種不同來源：直接使用小鼠神經元細胞，或者用人類幹細胞誘導分化成神經元細胞進行培養繁殖。

整個實驗也經過了澳大利亞當地的倫理委員會審查。

兩種細胞來源的對比實驗中，人類神經元的遊戲水平總是高於小鼠神經元。

這也給此前科學上一個假設提供了初步證據：所有關鍵特徵 (細胞數量、感覺輸入、運動輸出等) 保持不變，人類神經元的資訊處理能力優於齧齒動物神經元。

研究團隊猜測這可能是因為人類神經元樹突長度更長，密度更高。

現在知道了細胞從何而來，下一個問題就是這些盤中大腦如何學會打遊戲的？

5 分鐘學會打遊戲，AI 需要 90 分鐘

培養好的腦細胞被放在高密度微電極陣列（HD-MEA）上，由瑞士公司 Maxwell Biosystems 提供。

通過低延遲的軟體，研究人員可以用電訊號刺激電極陣列上的神經元細胞並測量記錄他們的活動情況。

在 8mm*8mm 的面積上排列著共用 26400 個鉑金電極，也就是說最高解析度可達 220*120。

電訊號傳送到陣列的不同區域代表“乒乓球”的位置，而腦細胞可以自己產生電訊號來移動“球拍”。

通過一套訊號迴圈反饋系統，盤中大腦用 5 分鐘就能學會玩乒乓球遊戲。掌握同樣的遊戲，人工智慧需要花 90 分鐘。

雖然盤中大腦學會打遊戲的速度更快，但是最後遊戲水平還是不如高階的人工智慧，比如 DeepMind 開發的那個。

2013 年 DeepMind 的驚豔亮相，就是演示了 AI 在乒乓球、打磚塊、越野耐力賽三款經典雅達利遊戲上可以超過人類高手水平。

這次演示也是促成谷歌收購 DeepMind 的原因之一。

現在是隻有部分人類腦細胞組成的盤中大腦上場，遊戲打不贏 AI 倒也正常。

關於 Cortical Labs

Cortical Labs 成立於 2019 年，目標是利用合成生物技術開發具有流動智力的新型人工智慧。

他們認為生物神經元能夠通過自組織解決陌生問題、比數位電路有更強的適應性和可擴充套件性、同時更省電。

比如人類的大腦有超過 10 億個神經元，能夠產生通用智慧卻只消耗 20 瓦特的能量。

創始人兼執行長 Hon Weng Chong（右一）是醫學與計算機交叉背景，博士畢業於約翰霍普金斯大學。

聯合創始人 Andy Kitchen（左一）是軟體工程師出身，畢業於澳大利亞皇家墨爾本理工大學。

首席科學家 Brett Kagan（左二）研究神經科學，博士畢業於墨爾本大學。

左三 Laura Summers 是設計師，左四 Andrew Doherty 是硬體工程師。Cortical Labs 已經將本次研究的相關資料和程式碼開源。

最後，他們還提供了一個線上演示，可以觀察盤中大腦學會打乒乓球遊戲的過程。

感興趣的話，可以自己檢視一下。

線上演示：點此直達

開源地址：點此直達

論文：點此直達