科幻迷十分期待的《黑客帝国4》上映了

最近，科幻迷十分期待的《黑客帝国4》上映了。

该系列最初的设定当中，具有超凡能力的人类 NEO，其意识以程序员 Thomas Anderson 的身份生活在虚拟空间里，而当人类反叛者领袖 Morpheus 帮助他脱离母体之后，他才明白过来，自己之前其实住在计算机里，无法分辨真实和虚拟。

黑客帝国在20多年前所描绘的这个科幻概念，终于在最近，在一群澳大利亚脑科学研究者的手中，成为真实了。

这些科学家们，开发出了一颗真的，活的大脑。

厉害的是:这颗人造大脑，它在生理的层面上，活在真实世界的一支培养皿里，它的脑部活动，却发生在一个由计算机模拟出来的游戏世界里。

DishBrain，第一个可工作的缸中之脑

本月初，来自澳大利亚脑科学公司 Cortical Labs，以及澳，英，加等国多所知名学府的研究人员，在生物学论文预印本网站 bioRxiv 上发表了《体外神经元在模拟游戏世界中学习并表现出知觉性》一文，首次展示了该团队在脑科学方面前所未有的最新进展:

团队在培养皿中培育了一些活体脑细胞，连接外部电路来传输微电流信号只用了短短几个小时，这些细胞就成功学会了如何玩《Pong》街机游戏

他们将这个系统称为DishBrain.

这些活体脑细胞，来自人类和啮齿动物源，在培养皿中和硅基电路板通过高密度微电极阵列实现了结合电路传输微弱的信号，对细胞产生刺激效果，使得它们以为自己是《Pong》游戏里的球拍

从下图中可以看到，对于模拟环境的游戏画面中发生的场景变化，脑细胞能够产生有知觉性 的反应。

这些细胞，就像真的生活在母体/黑客帝国里一样，Cortical Labs 首席科学官 Brett Kagan 表示。

更令研究者感到惊讶的是，对于同一款游戏，这些体外活体脑细胞的学习速度，比一般计算机神经网络系统要快得多。

通常，传统的计算机神经网络需要大约90分钟的时间，才能对于 Pong 游戏的机理，和自己应该要做什么，产生基本的了解，而训练到一般人的游戏水平，则可能需要几百甚至上千小时的时间。

而对于 DishBrain，它了解游戏机理和自己的身份，只用了5分钟的时间，然后达到正常游戏水平，总计训练时间只用了几个小时。

脑细胞培育方式介绍，可以从啮齿类动物的胚胎中提取皮质细胞，或 使用人体诱导多能干细胞进行培养，再放置在高密度多电极阵列芯片上。

在此之前，全球多地的高校和研究机构都曾通过细胞培植，脑机结合等方式尝试开发过体外大脑。

比如，德国杜塞尔多夫大学人类基因学院的科学家们，就在今年8月发布了他们在实验室中培植出来的大脑该系统能够一定程度生成和控制感光器官，对可见光做出反应，约等于还在母体腹中5周大的人类胚胎的大脑所具备的能力

可是 Cortical Labs 开发的 DishBrain，是第一个有论文背书，通过实验手段的项目，它证明了体外脑细胞所组成的生物神经网络，可以具备知觉性，学习能力，完成任务能力hellip，hellip，等等更加高级大脑功能。

诚然，《Pong》是个非常简单的游戏，任何正常人，哪怕是几岁的幼童，都能够很快掌握，可是对于数量极其有限，并且采用比人脑构成方式更加粗野的自然生长方式，在实验室环境培养的脑细胞来说，能够在几分钟内掌握游戏的要义，几小时就学会玩游戏mdash，mdash，还是非常令人震惊的发现。

DishBrain 的闭环反馈系统来自澳大利亚的脑机结合先锋

Cortical Labs 是一家位于澳大利亚墨尔本的脑科学研究型公司，创立于2019年，于去年三月正式走出隐形状态。

该公司的目标是造出一颗真实的大脑，让它遨游虚拟的世界当然，如果你觉得这么说太虚了，更实际一点的说法，就是:制造出真正实现硅+碳结合的计算芯片

这样的芯片，充分利用合成生物和人脑的力量，开发出一种全新的混合型人工智能，能够对人类社会所面临的最大挑战实现自动适应和问题解决。

在过去，大脑神经元的工作方式已经启发了很多的计算技术方面的创新，比如我们已经非常熟悉的深度学习神经网络，以及类脑计算等更加新颖的技术mdash，mdash，可是，这些技术仍然属于仿生的范畴，他们并没有实现字面意义上的硅碳结合，没有真正将字面意义上的人脑加入到计算系统里。

在这个真正脑机结合的方向上，Cortical Labs 团队产出了令人兴奋的结果。

Cortical Labs 的联合创始人 Hong Weng Chong是一位在医疗科技领域有着丰富资历的连续创业者他毕业于约翰霍普金斯大学信息学系，既有软件工程经验，也是一位有着医学博士学位的执业医生在创立 Cortical Labs 之前，Chong 在自己创立的医疗硬件公司 CliniCloud 担任 CTO，该公司曾得到腾讯和平安创投投资，其推出的智能体温计和听诊器备受专业用户的好评

另一位创始人 Andy Kitchen著有多篇机器学习方面的论文，也是墨尔本当地机器学习/AI社群的最关键的组织者之一。

值得一提的是，Cortical Labs 的创始理念是英国伦敦大学学院的神经科学权威卡尔middot，弗里斯顿所提出的自由能量原则。

这个概念相当复杂，这里我们就不赘述了，你只需要知道，它一开始是用来解释自组织生命系统的工作原理的，后来也被发现嵌套到统计，计算机，心理学，等很多其它领域时，和这些领域的经典，权威法则也都是兼容的mdash，mdash，正是因此，自由能量原则被很多学者推崇，却也受到了更多的挑战很多人批评它是一个形而上学的假设，难以通过科学实验去证伪

而如果我们再回头看 DishBrain 论文的摘要，它是这样写的:

DishBrain 是一个在结构化环境中，利用脑细胞神经元固有的适应性计算能力，从而展示自然智能的系统hellip，hellip，培养物被嵌入到一个模拟的街机游戏Pong的世界中hellip，hellip，在此系统上，我们对此前无法实测的主动推理理论实现了实测，并且发现实际游戏时间5分钟以内就可以观察到培养物具有学习能力hellip，hellip，进一步实验结果则展示了闭环反馈在激发学习能力方面的重要性。培养物展现出了以目标为导向的自组织能力hellip，hellip，

也就是说 Cortical Labs 过去几年里在人造大脑方面所作的实验，正是对自由能量原则的实证，在神经科学方面具有重大意义。

不过就目前来看，DishBrain 的初步成果并没有得到与其重要性所匹配的关注。公司创始人为了吸引眼球，也忙着在 Twitter 等社交网络上呼朋唤友来转发，希望让马斯克看到，能够在 DishBrain 和 NeuraLink 的猴子之间展开一场游戏battlehellip，hellip，

利用活体神经元的计算能力，创造硅基和碳基合成的生物智能，这种想法在过去一直局限于科幻的范畴里。

今天，DishBrain 项目已经证明，在技术创新的推动下，硅碳合成的生物智能，似乎并不遥远hellip，hellip，

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