配资知识股天津大学科研团队探索将生物脑与机器结合给机器装上会思考的“生物大脑”

天津大学医学部医学院的一间实验室内，一台小车正在缓慢移动，时而停顿，时而转向，每次避障的路线都不同。

“控制它的是计算机吗？”记者问。

“是，也不是。”天津大学教授、脑机交互与人机共融海河实验室片上脑机接口方向负责人李晓红说。数米外，只见恒温培养箱里，一颗直径仅毫米级、乳白色的肉球状物体悬浮在培养皿中，“这是我们培养的‘生物大脑’，它贴在芯片表面，通过导线与机器人相连。”李晓红说，有了它，协同智能交互系统就有了“生物计算机”的雏形。

给机器培养一个由干细胞发育而来、“活”的“生物大脑”，多年以来，李晓红和她的同事们，在持续尝试这件极为“科幻”的事，探索一条不同于传统硅基计算的全新智能路径。

李晓红曾是一名神经内科医生，在多年工作中，她曾亲眼见到脑机接口技术帮助失语患者，通过计算机将大脑意念转化为文字，恢复与他人的交流。“很多疾病，医生能用的方法有限，但工程方法却带来了希望。”李晓红说，正是这份临床体验，让她萌生了将生物脑与机器结合的念头。

2019年，李晓红进入天津大学工作，彼时，学校在脑机接口领域有研究基础，但多聚焦于硬件与算法。“如果完全转向一个不熟悉的工程领域，我的优势在哪？”反复讨论后，结合实验室的整体部署和自己所在团队的研究，李晓红的攻坚方向逐渐清晰：自己深耕的干细胞技术，正是培育脑类器官的基础，能否用干细胞在培养皿里“种”出一个类似人脑的结构，再让该结构通过脑机接口与机器交互？“想法刚提出来时，大家觉得既科幻又艰难。”李晓红回忆。

另辟路径，意味着从零开始。从筛选合适的人源干细胞，到精准控制培养环境、诱导其分化为脑类器官，每一步都是全新的挑战。“我们不是制造一个微型大脑，而是培育一个具备基本神经元网络、能产生和响应电信号的‘生物芯’。”李晓红说。

更难的是“对话”。如何让“大脑”“看见”世界并“表达”意图？研究团队与南方科技大学等单位紧密合作，打造一套名为“MetaBOC”的智能交互系统，形成了“培养—记录—训练—控制”的完整链条。团队成员邵文威副教授向记者展示：脑类器官被精心放置于一个布满数千个微型电极的芯片上，电极实时捕捉着神经元发出的微弱电信号——屏幕上，一道道波峰骤然跃起，那是神经元的“脉冲”，是类似生物脑思考产生的“字节”。

“雷达就是它的‘眼睛’，看到障碍物后，距离信息被编码成电信号刺激脑类器官；脑类器官处理后产生的响应信号，再被解码为机器人的运动指令。”李晓红进一步解释，“这模仿的正是我们人体‘感受—思考—行动’的基本逻辑。”整个过程，科研人员并不预设具体指令，只是通过反复训练，引导其学会避障。

实验显示：一个未经训练的“生物芯”，接到避障任务后，5到10分钟，避障成功率可超过50%；连续训练4天后，成功率可稳定在80%以上。

谈及未来，李晓红既充满希望，又坦言“道阻且长”。当前，脑类器官的规模（约10万个神经元）与芯片的电极密度，还远不能与拥有约千亿个神经元的人脑相比。“但如果我们可以解决营养供给等难题，让其长得更大，让电极更精细地连接更多神经元，它或许能够做更多事情。”李晓红认为，生物计算的最大魅力在于其超低功耗和高效学习潜力，这在深海、深空或应急救援等极端受限环境下意义重大。

无菌培养箱里配资知识股，承载计算希望的“生物大脑”，仍在悄然生长。

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