培養(yǎng)皿里的腦細(xì)胞，學(xué)會(huì)了自己打游戲

夢(mèng)雪

1972 年，美國(guó)雅達(dá)利公司發(fā)售了一款乒乓球電子游戲《乓》（Pong），受到了很多人的歡迎?，F(xiàn)在，多虧一個(gè)神經(jīng)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)皿中的腦細(xì)胞也享受到了這款游戲帶來(lái)的樂(lè)趣。完成這項(xiàng)創(chuàng)舉的科學(xué)家把這些“腦細(xì)胞玩家”稱為“DishBrain”（皿中之腦）。

他們證明，即使脫離了大腦，腦細(xì)胞仍然能夠表現(xiàn)出智力活動(dòng)的跡象?！懊笾兄X”由兩種不同的腦細(xì)胞構(gòu)成，一種由人類干細(xì)胞分化而來(lái)，另一種則來(lái)自小鼠胚胎的大腦?？茖W(xué)家在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)這些細(xì)胞，而培養(yǎng)皿安裝在一種特殊的芯片上，芯片搭載的系統(tǒng)可以教細(xì)胞玩《乓》。 底下的芯片會(huì)向腦細(xì)胞發(fā)送信號(hào)，告訴它們乒乓球在屏幕上的位置。當(dāng)乒乓球位于左側(cè)的時(shí)候，芯片左側(cè)的電極就會(huì)放電；在右側(cè)時(shí)，右側(cè)的電極放電。與此同時(shí)，乒乓球和球拍之間的距離則由電信號(hào)的頻率表示。

科學(xué)家用電探針向腦細(xì)胞提供反饋：球拍離乒乓球越近，反饋越強(qiáng)，意味著揮拍擊球的時(shí)機(jī)越好。

“這項(xiàng)研究最美妙、最創(chuàng)新的一點(diǎn)，是賦予了腦細(xì)胞感覺(jué)——也就是那套反饋系統(tǒng)。這一點(diǎn)的重要意義在于，腦細(xì)胞能夠自己做出‘判斷’?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)成員、英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家卡爾·弗里斯頓（Karl Friston）說(shuō)道，“這些細(xì)胞學(xué)會(huì)了采取行動(dòng)，盡可能把自己的判斷變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這種自我組織的形式不是人為訓(xùn)練的結(jié)果，因?yàn)槟X細(xì)胞不像寵物，它們沒(méi)有獎(jiǎng)懲意識(shí)， 所以你不可能用傳統(tǒng)的方式訓(xùn)練它們。因此，它們能取得這樣的成就，可以說(shuō)非常了不起?！?/p>

科學(xué)家稱，盡管以往的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用芯片檢測(cè)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，但這是人類第一次用具有特定意義的信號(hào)刺激神經(jīng)細(xì)胞。有了“皿中之腦”，科學(xué)家就可以用真正的腦細(xì)胞，而不是計(jì)算機(jī)模型，來(lái)研究神經(jīng)退行性疾病，進(jìn)而開(kāi)發(fā)治療這些疾病的藥物了。

弗里斯頓說(shuō)：“這項(xiàng)研究極具應(yīng)用前景，它意味著在測(cè)試藥物的療效時(shí)，我們不必再為開(kāi)發(fā)‘?dāng)?shù)字孿生體’而頭疼了。理論上，我們現(xiàn)在擁有了測(cè)試藥物和基因突變的終極仿生‘沙盒’。這種‘沙盒’的組成與我們的大腦一模一樣，都是神經(jīng)細(xì)胞?！辈贿^(guò)，在用于測(cè)試藥物的效果之前，神經(jīng)科學(xué)家想先觀察酒精對(duì)“皿中之腦”的影響。

澳大利亞生物技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司 Cortical Labs 的首席科學(xué)家布雷特·卡根（Brett Kagan）說(shuō)：“到目前為止的工作已經(jīng)證明，我們可以干預(yù)神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，迫使它們改變自己的行為，從而產(chǎn)生類似于智力 的表現(xiàn)。目前，我們正在繪制腦細(xì)胞對(duì)乙醇的劑量反應(yīng)曲線，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用酒精‘灌醉’腦細(xì)胞，然后看看它們會(huì)不會(huì)像喝醉的人一樣，玩游戲的成績(jī)也變差?！?/p>

在掃描電子顯微鏡下看到的芯片以及芯片上的神經(jīng)細(xì)胞

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