天津大學醫學部醫學院的一間實驗室內，一台小車正在緩慢移動，時而停頓，時而轉向，每次避障的路線都不同。

“控制它的是計算機嗎？”記者問。

“是，也不是。”天津大學教授、腦機交互與人機共融海河實驗室片上腦機接口方向負責人李曉紅說。數米外，隻見恆溫培養箱裡，一顆直徑僅毫米級、乳白色的肉球狀物體懸浮在培養皿中，“這是我們培養的‘生物大腦’，它貼在芯片表面，通過導線與機器人相連。”李曉紅說，有了它，協同智能交互系統就有了“生物計算機”的雛形。

給機器培養一個由干細胞發育而來、“活”的“生物大腦”，多年以來，李曉紅和她的同事們，在持續嘗試這件極為“科幻”的事，探索一條不同於傳統硅基計算的全新智能路徑。

李曉紅曾是一名神經內科醫生，在多年工作中，她曾親眼見到腦機接口技術幫助失語患者，通過計算機將大腦意念轉化為文字，恢復與他人的交流。“很多疾病，醫生能用的方法有限，但工程方法卻帶來了希望。”李曉紅說，正是這份臨床體驗，讓她萌生了將生物腦與機器結合的念頭。

2019年，李曉紅進入天津大學工作，彼時，學校在腦機接口領域有研究基礎，但多聚焦於硬件與算法。“如果完全轉向一個不熟悉的工程領域，我的優勢在哪？”反復討論后，結合實驗室的整體部署和自己所在團隊的研究，李曉紅的攻堅方向逐漸清晰：自己深耕的干細胞技術，正是培育腦類器官的基礎，能否用干細胞在培養皿裡“種”出一個類似人腦的結構，再讓該結構通過腦機接口與機器交互？“想法剛提出來時，大家覺得既科幻又艱難。”李曉紅回憶。

另辟路徑，意味著從零開始。從篩選合適的人源干細胞，到精准控制培養環境、誘導其分化為腦類器官，每一步都是全新的挑戰。“我們不是制造一個微型大腦，而是培育一個具備基本神經元網絡、能產生和響應電信號的‘生物芯’。”李曉紅說。

更難的是“對話”。如何讓“大腦”“看見”世界並“表達”意圖？研究團隊與南方科技大學等單位緊密合作，打造一套名為“MetaBOC”的智能交互系統，形成了“培養—記錄—訓練—控制”的完整鏈條。團隊成員邵文威副教授向記者展示：腦類器官被精心放置於一個布滿數千個微型電極的芯片上，電極實時捕捉著神經元發出的微弱電信號——屏幕上，一道道波峰驟然躍起，那是神經元的“脈沖”，是類似生物腦思考產生的“字節”。

“雷達就是它的‘眼睛’，看到障礙物后，距離信息被編碼成電信號刺激腦類器官﹔腦類器官處理后產生的響應信號，再被解碼為機器人的運動指令。”李曉紅進一步解釋，“這模仿的正是我們人體‘感受—思考—行動’的基本邏輯。”整個過程，科研人員並不預設具體指令，只是通過反復訓練，引導其學會避障。

實驗顯示：一個未經訓練的“生物芯”，接到避障任務后，5到10分鐘，避障成功率可超過50%﹔連續訓練4天后，成功率可穩定在80%以上。

談及未來，李曉紅既充滿希望，又坦言“道阻且長”。當前，腦類器官的規模（約10萬個神經元）與芯片的電極密度，還遠不能與擁有約千億個神經元的人腦相比。“但如果我們可以解決營養供給等難題，讓其長得更大，讓電極更精細地連接更多神經元，它或許能夠做更多事情。”李曉紅認為，生物計算的最大魅力在於其超低功耗和高效學習潛力，這在深海、深空或應急救援等極端受限環境下意義重大。

無菌培養箱裡，承載計算希望的“生物大腦”，仍在悄然生長。

《人民日報》（2026年05月20日 第 11 版）