オーストラリアのスタートアップ企業Cortical Labsが、2025年3月2日にバルセロナで開催された国際技術会議で、人間の脳細胞とシリコン技術を融合させた世界初の商用「生物学的コンピュータ」CL1を発表した。この「合成生物学的知能（SBI）」と呼ばれる革新的な技術は、ChatGPTのような従来型AIとは一線を画し、極めて低い消費電力と少量のデータからの高速学習能力を特徴としている。
生きた脳細胞とシリコンの融合が生む新たな計算パラダイム
CL1システムの中核は、実験室で培養された数十万個の人間の神経細胞（ニューロン）が平面電極アレイ上に配置された「チップ」である。これらのニューロンはネットワークを形成し、データの受信、処理、神経発火パターンを通じた出力生成を行う。顕微鏡下では、これらの神経細胞が電極間で枝を形成しながら進化し続ける有機的なコンピュータとして機能している。
Cortical Labsの主任科学者Brett Kagan氏は、このアプローチの独自性を次のように説明する。「現在のAI開発企業はGoogleやOpenAIなどが脳のように機能するAIを作ろうとしていますが、我々は直接その部品（ニューロン）を使用して同じ目標を達成しようとしています。『汎用知能』を持つ唯一のものは生物学的な脳なのです」
CL1の最大の特徴は、その驚異的なエネルギー効率と学習速度にある。従来型AIが膨大な電力を消費するのに対し、CL1ユニット30個を収納したラック全体でもわずか850-1,000ワットの電力しか使用しない。また、人間や動物の脳のように、「非常に少量のデータから推論し、複雑な判断を下す」能力を持っている。
この技術の実証例として、2022年に発表された前身システム「DishBrain」では、培養した脳細胞に卓球（Pong）ゲームをプレイさせることに成功している。これは世界初の成果として注目を集めた。
生命維持システムが支える精巧な計算プラットフォーム
CL1は小型の横長フォームファクターを持つ装置で、その大部分はニューロンを生かし続けるための精巧な生命維持システムで構成されている。Kagan氏はこれを「箱の中の体のようなもの」と表現し、「波のろ過、培地の保存、すべてを循環させるポンプ、ガス混合、そしてもちろん温度制御を備えています」と説明する。
システムの中核となるニューロンは、ボランティアからの少量の血液サンプルから作られた誘導多能性幹細胞（iPS細胞）から培養される。これらはいわば白紙の状態であり、様々なタイプの細胞に成長することができる。Cortical Labsではこれらを二つの方法で分化させている。一つは小分子を適用する方法（胎児の発達中の脳で起こる分子を模倣する）、もう一つは神経細胞に関与する特定の遺伝子を直接上方制御する方法だ。
ニューロンの学習メカニズムは非常に興味深い。チップからの電気生理学的刺激を通じて「教育」され、誤った反応にはランダムな情報が、正しい反応にはパターン化されたデータが与えられる。ニューロンは本質的にエネルギー効率の良い予測可能な結果を生み出す接続を求め、そのような報酬を求めてネットワークを適応させる一方、ランダムでカオスな電気信号を生み出す行動を避ける傾向がある。
「Wetware-as-a-Service」という革新的ビジネスモデル
Cortical Labsは「Wetware-as-a-Service（WaaS）」という新しいビジネスモデルを導入している。顧客はCL1ユニットを直接購入（予定価格約35,000米ドル）するか、クラウド経由でチップにリモートアクセスして培養細胞技術を利用することができる。これは現在の類似技術（約85,000米ドル）よりも大幅に安価であり、技術の民主化を目指している。
Cortical Labs創設者兼CEOのHon Weng Chong氏は「今日は、Cortical Labsを6年近く支えてきたビジョンの集大成です」と述べ、「我々の長期的な使命は、この技術を民主化し、専門的なハードウェアやソフトウェアを持たない研究者にもアクセス可能にすることでした。CL1はその使命の実現です」と付け加えた。
技術はすでに現実のものとなっており、Cortical Labsは現在30個のCL1ユニットからなる世界初の生物学的ニューラルネットワークサーバースタックを構築中で、今後数ヶ月以内にオンラインになる予定だ。年内には4つのスタックが商用利用向けにクラウドシステムを通じて提供される見込みである。CL1は2025年後半に広く一般に利用可能になる予定だ。
医学研究から「最小限の実行可能な脳」への応用展望
この革新的な技術の応用範囲は非常に広く、特に科学・医学研究分野での革命的な変化が期待されている。具体的な用途として、新薬開発と臨床試験、疾病モデリング（特に神経学的疾患やアルツハイマー病など）、動物実験の代替などが挙げられる。
「神経学的および精神医学的疾患のための薬剤の大多数は、臨床試験に入ると失敗します。なぜなら脳に関してはもっと多くのニュアンスがあるからですが、これらのツールでテストすると、そのニュアンスを実際に見ることができます」とKagan氏は説明する。「我々の希望は、動物実験の重要な領域をこれで置き換えることです。動物実験は残念ながらまだ必要ですが、置き換えられる多くのケースがあり、それは倫理的に良いことです」
Cortical Labsが取り組む野心的な概念の一つに「最小限の実行可能な脳（Minimal Viable Brain）」がある。これは、情報を動的かつ応答的な方法で処理できる最小限の生物学的コンポーネントを特定することを目指している。「単一のニューロンは多くのことができますが、例えば環境をナビゲートすることはできません。我々が知っている最小の機能的な脳は301または302個のニューロンを持っており、それは線虫C.エレガンスに見られます。しかし、それらの各ニューロンは非常に高度に特化しています」とKagan氏は説明する。
技術的課題と倫理的配慮のバランス
この技術には、いくつかの技術的課題と倫理的懸念が存在する。クイーンズランド大学のErnst Wolvetang教授は、Cortical Labsの2Dニューロン層が人間の脳の複雑なネットワークと比較して比較的単純であると指摘している。「我々は人間の幹細胞からレンズ大の人間の脳の表現を構築しています」と彼は述べている。
Cortical Labsと協力関係にあるWolvetang教授は、「2Dニューラルネットワークがこれほど速く学習できる方法については、当初少し懐疑的でした」と認めつつも、「Cortical Labsはこれらのニューロンを入れるための本当に素晴らしい機械を開発しただけでなく、これらの神経ネットワークが実際に学習できることを示すソフトウェアと分析方法も開発しました」と評価している。
この技術に関する最も重要な倫理的懸念の一つは、より複雑なネットワークが将来的に意識や理解を持つ可能性である。この分野の多くの科学者とCortical Labsのチームは、研究の繊細な性質をよく認識している。現在使用されているオルガノイドは脳の複雑さからはほど遠いが、最終的により大きなネットワークが意識を経験したり、自分の状態を理解したりする可能性について懸念がある。
Kagan氏は「我々は皿の中に苦しみを作り出したくありません。それが真実です。そのため、多くの生命倫理学者と協力しています」と強調し、「私たちは小さな人間や猫やネズミを皿の中に作る必要はなく、脳細胞の離散的なシステムを構築し、目的に応じて使用することができます。それらは意識のような特性を持たず、それをテストし評価することができます」と付け加えた。
Sources
- Cortical Labs: CL1
- New Atlas: World’s first “Synthetic Biological Intelligence” runs on living human cells
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