人造大腦也能產生意識嗎？

科學家正逐步接近在實驗室中“培育出”人類大腦的能力，這引發了關于這些實驗室培養組織“福利”的倫理爭論。

爭議的核心是“類腦器官”，它們有時被誤認為是科幻小說中“缸中之腦”。實際上，這些由干細胞培育而成的小塊腦組織過于簡單，無法像真正的人腦那樣運作。因此，科學界普遍認為類腦器官缺乏意識，從而導致相關研究的監管較為寬松。

但并非所有科學家都同意這種觀點。

浙江大學的生物倫理學研究者克里斯托弗·伍德（Christopher Wood）表示：“我們認為，在害怕炒作和科幻夸張的影響下，學界的立場已經擺動得太遠了。”伍德與同事在9月12日發表于《Patterns》[1]期刊的觀點文章中指出，技術的進步可能很快就會讓“有意識的類器官”成為現實。

作者們認為，關于類器官研究的相關法規應重新審查。約翰斯·霍普金斯大學的神經科學家博伊德·洛馬克斯（Boyd Lomax）表示，讓有意識的類器官產生自己的思想或感受疼痛是“不道德的”。

然而，如何界定“意識”，并非易事。

意識難以定義

用于制造類腦器官的干細胞在二維平面上（例如培養皿）并排生長，缺乏復雜的結構組織。但當它們在固體凝膠或旋轉式生物反應器中懸浮生長時，就會形成三維的解剖結構，類似胚胎大腦的形態。

盡管這些類器官具備三維特征，但許多神經科學家認為它們依然太簡單，無法具備意識。真正的大腦意識源于不同腦區之間的交流，而類器官僅類似于大腦的某一部分。此外，現有的“迷你大腦”直徑還不到0.16英寸（約4毫米），說明它們缺乏意識所需的重要結構。

人們通常認為，意識是人類或動物對自身的覺知。然而，意大利佩加索大學的道德哲學家兼神經倫理學家安德烈亞·拉瓦扎（Andrea Lavazza）指出：“我們認為類器官的意識是最基礎的感知層次，即感受疼痛和愉悅的能力。”

加州大學圣地亞哥分校的神經科學家阿利松·穆特里（Alysson Muotri）表示，大多數神經科學家將意識定義為自我覺知，或感受與體驗某事的能力。但目前仍沒有統一的定義。

有些定義將意識與感知環境的能力相關聯，比如視覺或聽覺。然而，拉瓦扎指出，類腦器官在體外培養，無法接收這些感官信號。但在未來，更復雜的類器官理論上仍可能體驗到疼痛。對于人類而言，包裹大腦的腦膜中含有能傳遞疼痛信號的神經元——這讓人擔憂：更復雜的類器官也可能具備類似能力。

另一方面，洛馬克斯認為：“如果類器官內部具備代表疼痛的神經結構，那么它無需外部信號也能‘感到痛’。”他指出，這與截肢者出現“幻肢痛”的原理類似。

不過伍德指出，目前尚不清楚類器官是否能體驗類似“幻痛”的感覺，因為那可能需要“失去的肢體”的記憶。總之，這個問題非常復雜。

如何衡量意識？

該篇觀點文章指出，即使在人類身上，科學家也缺乏客觀衡量意識的好方法。拉瓦扎表示，唯一能確切檢測意識的方法是直接詢問個體的感受。這并不意味著那些無法交流的人就沒有意識，但要確切測量意識則要困難得多。

洛馬克斯指出，在昏迷患者或患有“閉鎖綜合征”（locked-in syndrome）的人群中——這種神經系統疾病會導致全身癱瘓，使交流極為困難——醫生通常依靠間接信號（例如腦電活動）來判斷意識。通過這些腦電信號，他們只能推測患者是否有意識，而無法做出確鑿的測量。

另一種方法稱為“擾動復雜度（perturbational complexity）”，它用于評估大腦在受到刺激（例如磁場作用于頭皮）后所產生的腦信號復雜程度。洛馬克斯解釋說，醫生一般認為，神經元放電模式越復雜，患者越有可能具備意識。

不過，他也強調，包括擾動復雜度在內的一些“意識間接信號”，甚至在培養皿中的神經元中也能觀察到。這說明，這些指標可能并不是判斷意識的可靠依據。

復雜性孕育意識

懷疑論者認為，類腦器官無法產生意識，因為它們缺乏足夠的結構復雜度，包括多樣的細胞類型及血管供應——而這些對于復雜信號傳遞至關重要。

但伍德指出，未來5到10年內，技術進步可能讓科學家培育出更復雜、可能具備意識的類器官。今年8月的一項研究[2]展示了一種為類器官“植入”血管的方法；9月的另一項研究[3]則找到了引入一種新的細胞類型——“小膠質細胞”的方法。此前，科學家還曾培育出帶有“原始眼睛”[4]或“血腦屏障”[5]的類器官。

盡管現有類器官只代表單一腦區，但神經科學家可以將多個類器官融合成“組合體”，以模擬多個腦區的相互作用。拉瓦扎指出，如果這些“組合體”具備疼痛感知的神經網絡，即便沒有疼痛感受神經元，也可能“感到疼”。

是否應修改監管規則？

與類腦器官研究相關的規定之所以相對寬松，部分原因在于國際干細胞研究學會（ISSCR）的立場：該組織認為，這些類器官無法感知疼痛。其指南中寫道：“目前沒有生物學證據表明，與中樞神經系統組織相對應的類器官存在值得關注的問題，例如意識或疼痛感知，因此無需通過專門的倫理審查程序。”

但多位專家認為，隨著近期技術突破，這一立場應被重新審視。

穆特里指出：“ISSCR的觀點過于保守，應該由跨學科團隊（不僅僅是干細胞生物學家）來修訂。”穆特里本人是開發類腦器官公司Tismoo的創始人。

倫理擔憂部分在于：類器官可能感到疼痛或產生自主思想。伍德解釋說：“一旦有意識的類器官被創造出來，它就成為了一個具備道德意義的存在，其福利必須被考慮。”

拉瓦扎的觀點不同。“我個人不認為培育具備意識的類器官是不道德的。”他說，“畢竟科學家也會在其他有意識的生物（如小鼠）上做實驗。”洛馬克斯則認為，如果類器官真的具備意識，它們應該受到與動物實驗類似的監管。

盡管實驗室“大腦”聽起來像《美麗新世界》中的情節，但它或許離現實并不遙遠。如何評估意識并制定相應監管將是一個棘手的問題。伍德認為，與其要求支持者去證明類器官可能有意識，不如要求懷疑者證明它們“絕不可能”有意識。

至少，如他在文章中指出的那樣，科學家不應排除這種可能性。

參考文獻

[1] Wood, C., Wang, H., Yang, W., & Xi, Y. (2025). Facing the possibility of consciousness in human brain organoids. PubMed, 6(9), 101365.

[2] Navarro, J. F., Crilly, S., Chan, W. K., Browne, S., Mason, J. O., Vallejo‐Giraldo, C., Pandit, A., & Lomora, M. (2025). Cerebral Organoids with Integrated Endothelial Networks Emulate the Neurovascular Unit and Mitigate Core Necrosis. Advanced Science.

[3] Lange, S., Ebeling, M., Loye, A., Wanke, F., Siebourg-Polster, J., Sudharshan, T. J. J., V?llmy, F., Kralik, J., Vidal, B., Hahn, K., Foo, L. C., & Hoeber, J. (2025). Human myelinated brain organoids with integrated microglia as a model for myelin repair and remyelinating therapies. Science Translational Medicine, 17(815).

[4] Gabriel, E., Albanna, W., Pasquini, G., Ramani, A., Josipovic, N., Mariappan, A., Schinzel, F., Karch, C. M., Bao, G., Gottardo, M., Suren, A. A., Hescheler, J., Nagel-Wolfrum, K., Persico, V., Rizzoli, S. O., Altmüller, J., Riparbelli, M. G., Callaini, G., Goureau, O., . . . Gopalakrishnan, J. (2021). Human brain organoids assemble functionally integrated bilateral optic vesicles. Cell Stem Cell, 28(10), 1740-1757.e8.

[5] Dao, L., You, Z., Lu, L., Xu, T., Sarkar, A. K., Zhu, H., Liu, M., Calandrelli, R., Yoshida, G., Lin, P., Miao, Y., Mierke, S., Kalva, S., Zhu, H., Gu, M., Vadivelu, S., Zhong, S., Huang, L. F., & Guo, Z. (2024). Modeling blood-brain barrier formation and cerebral cavernous malformations in human PSC-derived organoids. Cell Stem Cell, 31(6), 818-833.e11.

作者：Kamal Nahas

譯者：EY

原文：https://www.livescience.com/health/neuroscience/tiny-brains-grown-in-the-lab-could-become-conscious-and-feel-pain-and-were-not-ready