普林斯頓大學研究人員開發出一種三維裝置，將活體腦細胞與先進電子元件結合，用以執行計算任務。這項研究利用先進製造技術，製作出由微觀金屬線和電極組成的 3D 網格結構。研究作者指出，這些三維生物神經網絡不僅有助解開大腦計算奧秘，還提供強大工具，用於理解並開發神經疾病治療方案。 研究團隊運用先進製造技術，建構出由微觀金屬線和電極構成的 3D 網格，並以超薄柔性環氧塗層支撐，此塗層模擬真實腦組織的柔軟質感。
以此網格作為支架，直接培育數萬個神經元，讓電子元件從內部與生物網絡介接。令人注目的是，整個系統維持穩定超過六個月。
六個月穩定 3D 網格
這種「內外兼備」架構，讓電子元件能記錄並刺激細胞，將龐大三維活體神經元群轉化為可程式化計算系統。經過長期演化，研究人員訓練出一種演算法，能精準解讀並辨識系統內的複雜電脈衝模式。測試顯示，它成功區分空間來源（即訊號起源位置）和時間電脈衝模式（電脈衝時序），證實混合裝置能處理輸入資料的「何處」與「何時」，類似自然大腦運作。 研究人員表示：「系統在兩項測試中均正確辨識模式。
他們希望擴大系統規模，以執行更複雜任務。」雖然最初設計用於神經科學研究，此項目亦適用於解決現代 AI 能源危機。資料中心為數位智能運算耗費巨量電力，而人類大腦是已知宇宙中最節能電腦，以百萬倍低功耗執行複雜推理和模式辨識。普林斯頓團隊利用真實生物細胞，尋求超低功耗計算捷徑。 此發現屬快速發展的「濕件計算」（Wetware Computing）領域先驅。相較以往科學家嘗試，此 3D 設計居最新之列。
多數腦細胞計算嘗試限於平面培養皿，為二維、易碎且遠距監測。2022 年，初創企業 Cortical Labs 推出「DishBrain」，一層含 80 萬神經元的平面結構，5 分鐘內學會玩街機遊戲 Pong，雖令人印象深刻，但受限於二維幾何。新裝置中，細胞不僅覆蓋表面，還穿透網格與之糾纏。由於感測器嵌入細胞群內，研究人員能比以往更清晰偵測神經訊號。 研究論文於 4 月 23 日刊登於《Nature Electronics》期刊。
