我要告訴你一個秘密:你身體裡的每個細胞都有變得更聰明的潛力。我說的不是比喻,也不是那種「身體會記住一切」的說法。我的意思是,如果穿著實驗袍的生物學家取走你的皮膚樣本,並非常仔細地操縱其中的細胞,他們真的可以製造出一個大腦。他們一直都在這麼做。

當然,這不是一個像你眼睛後面那樣複雜的大腦,但它仍然是一團灰質,擁有數百萬個神經元,能夠發送和接收電訊號。生物學家稱這些奇特的創造物為人類類腦器官。在像子宮一樣的攝氏37度環境中培養八個月,它們會產生重複的震盪,也就是腦波,幾乎與早產兒的腦波無法區分。

在全球各地的細胞培養實驗室中,人類類腦器官作為神經學上的「天竺鼠」,短暫地活著,用於測試疾病、毒素和新藥物的影響。但它們可能很快就會投入更光鮮亮麗的追求。在聖地牙哥大學,類器官正在引導蜘蛛狀機器人穿越迷宮,並服用大劑量的迷幻藥。在約翰霍普金斯大學,它們正成為新型生物計算系統的基礎。而在墨爾本的一家新創公司,它們甚至在玩《Pong》和《毀滅戰士》等電玩遊戲。

生物學家們總能做出最令人驚訝的事情。當我們其他人被大型語言模型和AI代理分散注意力時,他們卻直搗智慧的源頭,培養活體神經元,並學習如何用電訊號和多巴胺來編程它們。他們預測,未來的人工智慧將不再是人工的,而是由生命本身構成。

加州大學聖地牙哥分校最「金屬」的建築是圖書館。這座倒置的混凝土金字形神塔,吉賽爾圖書館(以兒童作家蘇斯博士命名),以細長的兩層樓支撐,矗立在原本田園詩般的校園上空。最近一個下午,當海霧低垂在桉樹林中時,它看起來特別像一個野獸派外星種族的主艦。

那天,吉賽爾圖書館下沉式大廳裡掛滿了大學收藏的科學圖像。在摺疊蛋白質的電腦生成圖像和深海生物的微距照片中,有一張圖片格外引人注目。它描繪了一團人類腦細胞,在乳白色的培養皿中呈現黑色剪影。一圈軸突,即傳遞大腦電脈衝的線狀神經末梢,帶著明顯的渴望向外延伸。

無論是在我們的頭顱中還是在培養皿中,神經元最渴望的就是找到彼此,並在虛空中建立突觸,這些突觸的電活動構成了思想的基礎。它們非常擅長這一點。如果你將鬆散的腦細胞放在一起,它們會增殖並相互連結,直到凝聚成自主的組織團塊。人類類腦器官幾乎是自行形成的。

從吉賽爾圖書館步行20分鐘,在加州大學聖地牙哥分校的桑福德幹細胞研究所,數以萬計的類腦器官正在自行形成。「無論你將它們置於何種環境,它們做的第一件事就是嘗試連接。」巴西發育生物學家 Alysson Muotri 說道,當時我們正透過他辦公室的窗戶眺望太平洋的藍色平面。「連接培養皿、連接電極、彼此連接。這是我們大腦固有的連接屬性。」

Muotri 風度翩翩,擁有衝浪者的古銅色皮膚和古羅馬錢幣人物般的鷹鉤鼻。在過去十年中,他的實驗室大幅擴展了類腦器官研究的範圍。他和他的同事們從人族化石記錄中復甦了遺傳物質,創造出「尼安德塔化」的類腦器官。他們還將類腦器官酬載送往國際太空站,研究宇宙輻射對太空人腦部的影響。

但最讓 Muotri 關心的問題是自閉症。他18歲的兒子患有自閉症,需要24小時照護。透過研究從自閉症捐贈者(包括他的兒子)細胞中培育出的類腦器官,他希望能找出自閉症兒童的神經發育與神經典型兒童的不同之處。

這不是一個侵入性手術。要製作類腦器官,你只需要我之前提到的皮膚樣本。(血液、頭髮或牙齒樣本也行。)你取出成體細胞,並引入一些特殊的蛋白質,使它們恢復到胚胎狀態。這些所謂的誘導性多功能幹細胞獲得第二次成熟的機會後,可以變成任何東西:會流淚的淚腺類器官、會跳動的心臟類器官,或是會……嗯,這就是問題所在。

一位生物倫理學家告訴我,子宮內的腦部發育是科學知識的「黑盒子」。歷史上,我們對此的許多了解都是從小鼠研究中推斷出來的。但有了類腦器官,幹細胞轉化為神經元再轉化為腦組織的過程便能一覽無遺。理論上,科學家有朝一日可以研究一團分裂中的細胞如何匯聚成一個心智,例如,從860億個神經元中,創造出一個名叫 Alysson Muotri 的人。

類腦器官是實驗室培育出的,大小約四分之一花生米的肉團。

約翰霍普金斯大學的一個原型「生物晶片」,整合了類器官和硬體。

或者另一個名叫 Claire L. Evans 的人,此刻正彎腰在 Muotri 肩膀上,驚訝地看著顯微鏡下培養皿中漂浮的小腦組織。從視覺上看,類器官並不引人注目;它們不透明,呈鼻涕色,大小和形狀約莫像一顆奇亞籽。Muotri 的類器官含有500萬個細胞,其中250萬個是神經元。

(其餘是非神經膠質細胞,作為支架。)他向我保證,這相當於蜜蜂大腦的大小。我懷疑這是他為了緩和我可能產生的任何道德不適感。儘管昆蟲感知能力的證據越來越多,但無脊椎動物研究仍然不受聯邦動物福利法的約束。正如社會學家兼加州大學聖地牙哥分校實用倫理研究所聯合主任 John Evans 在我漫步到他辦公室尋求人文觀點時告訴我的:「你不需要獲得許可就可以隨意折磨蒼蠅。」

目前,你也不需要許可就可以折磨類腦器官。從生物倫理學的角度來看,它們不是人;它們甚至不是動物。如果類器官有朝一日從蜜蜂大小發展到小鼠大小,這項協議就必須演變。問題是,沒有人知道該在哪裡劃定界線。感知能力本身就不是一個確定的概念;甚至不清楚沒有身體或對世界的感官體驗是否能擁有感知能力。

更別提稱類器官有意識了。「想像你一生都待在一個玻璃管裡,你有可能會認為你擁有意識嗎?」Evans 問我。「心靈哲學家會告訴你,我們所稱的意識,沒有經驗是不可能存在的。」他補充說,要製造一個有意識的類器官,「你首先必須讓類器官擁有經驗。」

這並非不可能。我們都看過《駭客任務》。對大腦來說,生命的整個摩天輪不過是化學和電力的脈衝。要給類器官一個「經驗」,Muotri 所要做的就是將它從羊水般的黏液中取出,放在導電的石墨烯薄片上,然後,恕我直言,電擊它。

類器官喜歡被電擊嗎?Muotri 不確定。他知道的是,它們會對電訊號做出反應,記住它們,並最終預期它們。對他來說,這是它們正在成熟、成為更有用的人類發育模型的證據。但對其他研究人員來說,這種電氣通訊代表著完全不同的東西:活體物質,就像電腦一樣,是可編程的。而這正是事情變得真正奇怪的地方。

現在是洛杉磯下午3點30分,這意味著澳洲是明天早上。我坐在辦公大樓的防火梯上,盯著筆記型電腦螢幕上59個方格組成的網格。我被告知每個方格都代表著墨爾本生物計算新創公司 Cortical Labs 實驗室中的一個電極。而每個電極上都培養著一小團活體人類神經元。

此刻,我的螢幕正記錄著這些神經元短暫的尖峰,真空中的腦物質自發活動。我點擊一個方格,向8000英里外的神經元發送一個電氣問候。作為回應,所有59個電極同時發出尖峰。

一時間,我因一種新的力量感而興奮不已。我點擊周圍,讓那些遙遠的神經元跳動;我的螢幕上充滿了它們電脈衝的波峰和波谷。我翻到神經元的環境設定。如果我想,我可以降低它們的內部溫度,或者破壞它們精確的氧氣和二氧化碳氣體混合物。如果我這麼做,它們肯定會死亡。這是我能想像到的計算領域最重大的典範轉移:無論你把程式碼搞得多糟,電腦上的東西通常在現實生活中不會死亡。

但這就是 Cortical Cloud 的現實。在墨爾本,Cortical Labs 培養扁平的神經元培養物,幹細胞由公司創辦人捐贈,並將它們裝載到時尚的白色生物「電腦」CL-1 中。每個 CL-1 的大小與加長型烤麵包機相當,並配備了板載生命支持系統,能夠讓多達一百萬個神經元培養物存活六個月。

Cortical Labs 的目標是成為神經計算領域的 Nvidia,提供硬體,以及可以說是「神經元即服務」,且延遲時間低於毫秒。

目前,這些神經元電腦主要引起那些希望在不親自進行繁瑣濕實驗室飼養的情況下,與神經元合作的研究人員的興趣。然而,該公司最終希望神經元能證明自己是一種節能、有彈性的基底,適用於更廣泛的通用計算應用,包括目前由 AI 處理的一些任務,例如圖像識別和分類。

「當你思考你對 AI 的期望時,你會想到生物學。」Cortical Labs 營運長 Brett Kagan 在我透過 Zoom 聯繫他時說道。「你希望它盡可能自我修復。你希望它具有適應性。你希望它能長壽。你希望它節能。這些都是你在生物學中免費獲得的特性。」

Cortical Labs 的 Brett Kagan 相信他的神經元培養物展現了一種感知能力。

Kagan 是一位新晉父親;我們交談時,他的幼兒在背景中鬧翻了天。但他對年輕且難以駕馭的智慧形式並不陌生。2022年,Kagan 使用類似目前 Cortical Cloud 的系統,在微晶片上培養神經元,並訓練它玩1972年的 Atari 遊戲《Pong》,當神經元做出正確決策時,以可預測的電脈衝獎勵它們,當它們犯錯時,則以混亂的爆發懲罰它們。

這項技術為神經科學家 Karl Friston 提出的一個理論提供了最基本的概念驗證,該理論認為自組織生物系統傾向於盡可能地最小化驚訝。

透過展示神經元會重新組織以避免混亂刺激,Cortical Labs 證明了編程活體物質的一種可能方法。但這項實驗也表明,CL-1 可以被視為測試認知理論的硬體。「不是要讓我們的東西聽起來那麼宏大」Kagan 告訴我,「但我會說 CL-1 對於理論神經科學的意義,就像大型強子對撞機對於理論物理學的意義一樣。」

公平地說,Kagan 喜歡誇大的說法。在《Pong》論文中,他和他的同事聲稱,這些「嵌入」在遊戲中的神經元展現了一種感知能力。研究界許多人對這種輕率的語言使用感到不滿;一篇發表在《Neuron》期刊上的特別具爭議性的回應,指責 Cortical Labs「劫持」了感知能力這個概念。

但正如 Cortical Labs 的科學家 Alon Loeffler 後來向我解釋的,我們的大腦是嵌入在一個環境中,並對該環境做出反應的。