瑞士初创公司 FinalSpark 推出了据称是世界上第一台生物处理器，集成到一个创新的在线平台，可远程访问 16 个人类脑类器官。这个尖端的神经平台被誉为一项突破，可在体外与生物神经元直接相互作用。
世界上第一台生物处理器
主要亮点：
- 能源效率：FinalSpark 强调其生物处理器比传统处理器消耗的电量少得多——减少一百万倍.这一显著的减少可能开启节能计算的新时代。
- 学习和处理能力：该初创公司表示，他们的生物处理器不仅可以处理信息，还具有学习能力，标志着生物处理器技术的重大进步。
- 创新架构：神经平台采用了一种独特的架构，称为 “湿件”，结合了生物、软件和硬件组件。它使用四个多电极阵列 (MEA) 来承载类器官，每个阵列包含四个类器官，从而产生总共 16 个基于脑组织的 3D 细胞结构。
什么是脑类器官？
脑类器官是由人类干细胞创造的三维结构 模仿早期大脑发育。 它们含有各种细胞类型，如神经元和神经胶质细胞，与人类大脑中的细胞类似。这些类器官很有价值，因为它们比传统的细胞培养和动物模型更好地模拟了人类大脑的发育，因此对研究脑部疾病很有用。
由患者细胞制成的脑类器官有助于研究人员通过研究不同阶段的疾病来了解疾病。多脑区域组装体使科学家能够探索不同脑区之间的相互作用。然而，类器官仍然面临着细胞应激、缺乏成熟细胞和电路形成受限等挑战。本综述涵盖了解决这些问题的努力，并强调了使用脑类器官衍生细胞进行疾病治疗的潜力。
提升之路 医疗网络安全
FinalSpark 的大胆声明
FinalSpark 的 断言 雄心勃勃 如果证明准确，可能会彻底改变我们对生物处理器的态度。该公司详细阐述了这些可能性 研究论文，将其生物处理器的能耗与传统系统进行比较。例如，训练像 GPT-3 这样的大型语言模型 (LLM) 通常需要大约 10GWh 的电力，这是欧洲普通公民年能源使用量的 6,000 多倍。
节能承诺
如果 FinalSpark 的生物处理器能够实现其声称的节能功能，那么它将对高需求应用极为有利，特别是在降低功耗至关重要的情况下。这项创新可能会带来更可持续、更高效的计算解决方案。
- 当前的限制: 尽管生物处理器潜力巨大，但其可扩展性仍不清楚。尽管神经平台提供了类似云的体验，但 16 个类器官的处理能力在多大程度上可以分布在多个操作中仍有待观察。
- 独家访问: 目前，只有 9 家机构可以使用远程计算平台。每家机构以每位用户 500 美元（一种加密货币）的价格订阅该服务，这表明这是一种针对特定受众的高端服务模式。
FinalSpark 的神经平台 标志着生物处理技术的重大进步，它整合了生物神经元和创新架构。随着这项技术的发展，它有望重新定义计算效率和处理能力，并有可能为该领域带来重大未来发展。
人脑类器官的应用
另一篇文章发表在 美国国家医学图书馆 揭示了令人着迷的脑器官世界：
- 脑类器官是由人类干细胞创建的 3D 结构，模拟早期大脑发育，包含神经元和神经胶质细胞等各种细胞类型。
- 与传统的细胞培养和动物模型相比，它们可以更准确地表现人类大脑的发育和功能。
- 研究人员可以利用脑器官模拟患者特定的遗传信息来研究神经发育疾病。
- 多脑区域组装体可以研究不同大脑区域之间的相互作用，从而为分子和功能表征提供更高的一致性。
- 尽管类器官具有巨大的潜力，但它们也面临着细胞压力、缺乏成熟细胞类型、成熟度有限和电路形成等挑战。
- 结合各种神经细胞类型，如神经胶质细胞和血管细胞，有助于克服脑器官的一些局限性。
- 类器官衍生的神经干细胞（NSC）可用于神经退行性疾病的细胞替代疗法。
- CRISPR/Cas9 等基因编辑技术增强了利用脑器官进行个性化医疗研究的潜力。
- 脑器官对于研究寨卡病毒如何导致神经发育障碍（包括神经干细胞死亡）至关重要。
- 它们对于研究阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病很有价值，提供了比动物系统更好的模型。
- 圆盘状类器官和微流体装置改善了营养和氧气的输送，增强了类器官的成熟和功能。
- 将脑类器官与小胶质细胞共培养有助于类器官维持稳态并促进神经网络成熟。
- 芯片大脑技术为复制大脑发育机制（如皱纹和折叠）提供了一种有前景的方法。
- 除了模拟疾病之外，脑类器官还具有在帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症和多发性硬化症等疾病的细胞治疗方面具有潜力。
脑器官有意识吗？
目前，脑类器官 没有表现出任何类似人类意识的迹象。然而，我们不能完全排除这样一种可能性，即未来脑器官可能会发展出类似于我们在人类大脑中观察到的可以被视为意识证据的特征。
特色图片来源： 凯雷姆·葛兰/Midjourney
