人造大脑也能产生意识吗？

科学家正逐步接近在实验室中“培育出”人类大脑的能力，这引发了关于这些实验室培养组织“福利”的伦理争论。

争议的核心是“类脑器官”，它们有时被误认为是科幻小说中“缸中之脑”。实际上，这些由干细胞培育而成的小块脑组织过于简单，无法像真正的人脑那样运作。因此，科学界普遍认为类脑器官缺乏意识，从而导致相关研究的监管较为宽松。

但并非所有科学家都同意这种观点。

浙江大学的生物伦理学研究者克里斯托弗·伍德（Christopher Wood）表示：“我们认为，在害怕炒作和科幻夸张的影响下，学界的立场已经摆动得太远了。”伍德与同事在9月12日发表于《Patterns》[1]期刊的观点文章中指出，技术的进步可能很快就会让“有意识的类器官”成为现实。

作者们认为，关于类器官研究的相关法规应重新审查。约翰斯·霍普金斯大学的神经科学家博伊德·洛马克斯（Boyd Lomax）表示，让有意识的类器官产生自己的思想或感受疼痛是“不道德的”。

然而，如何界定“意识”，并非易事。

意识难以定义

用于制造类脑器官的干细胞在二维平面上（例如培养皿）并排生长，缺乏复杂的结构组织。但当它们在固体凝胶或旋转式生物反应器中悬浮生长时，就会形成三维的解剖结构，类似胚胎大脑的形态。

尽管这些类器官具备三维特征，但许多神经科学家认为它们依然太简单，无法具备意识。真正的大脑意识源于不同脑区之间的交流，而类器官仅类似于大脑的某一部分。此外，现有的“迷你大脑”直径还不到0.16英寸（约4毫米），说明它们缺乏意识所需的重要结构。

人们通常认为，意识是人类或动物对自身的觉知。然而，意大利佩加索大学的道德哲学家兼神经伦理学家安德烈亚·拉瓦扎（Andrea Lavazza）指出：“我们认为类器官的意识是最基础的感知层次，即感受疼痛和愉悦的能力。”

加州大学圣地亚哥分校的神经科学家阿利松·穆特里（Alysson Muotri）表示，大多数神经科学家将意识定义为自我觉知，或感受与体验某事的能力。但目前仍没有统一的定义。

有些定义将意识与感知环境的能力相关联，比如视觉或听觉。然而，拉瓦扎指出，类脑器官在体外培养，无法接收这些感官信号。但在未来，更复杂的类器官理论上仍可能体验到疼痛。对于人类而言，包裹大脑的脑膜中含有能传递疼痛信号的神经元——这让人担忧：更复杂的类器官也可能具备类似能力。

另一方面，洛马克斯认为：“如果类器官内部具备代表疼痛的神经结构，那么它无需外部信号也能‘感到痛’。”他指出，这与截肢者出现“幻肢痛”的原理类似。

不过伍德指出，目前尚不清楚类器官是否能体验类似“幻痛”的感觉，因为那可能需要“失去的肢体”的记忆。总之，这个问题非常复杂。

如何衡量意识？

该篇观点文章指出，即使在人类身上，科学家也缺乏客观衡量意识的好方法。拉瓦扎表示，唯一能确切检测意识的方法是直接询问个体的感受。这并不意味着那些无法交流的人就没有意识，但要确切测量意识则要困难得多。

洛马克斯指出，在昏迷患者或患有“闭锁综合征”（locked-in syndrome）的人群中——这种神经系统疾病会导致全身瘫痪，使交流极为困难——医生通常依靠间接信号（例如脑电活动）来判断意识。通过这些脑电信号，他们只能推测患者是否有意识，而无法做出确凿的测量。

另一种方法称为“扰动复杂度（perturbational complexity）”，它用于评估大脑在受到刺激（例如磁场作用于头皮）后所产生的脑信号复杂程度。洛马克斯解释说，医生一般认为，神经元放电模式越复杂，患者越有可能具备意识。

不过，他也强调，包括扰动复杂度在内的一些“意识间接信号”，甚至在培养皿中的神经元中也能观察到。这说明，这些指标可能并不是判断意识的可靠依据。

复杂性孕育意识

怀疑论者认为，类脑器官无法产生意识，因为它们缺乏足够的结构复杂度，包括多样的细胞类型及血管供应——而这些对于复杂信号传递至关重要。

但伍德指出，未来5到10年内，技术进步可能让科学家培育出更复杂、可能具备意识的类器官。今年8月的一项研究[2]展示了一种为类器官“植入”血管的方法；9月的另一项研究[3]则找到了引入一种新的细胞类型——“小胶质细胞”的方法。此前，科学家还曾培育出带有“原始眼睛”[4]或“血脑屏障”[5]的类器官。

尽管现有类器官只代表单一脑区，但神经科学家可以将多个类器官融合成“组合体”，以模拟多个脑区的相互作用。拉瓦扎指出，如果这些“组合体”具备疼痛感知的神经网络，即便没有疼痛感受神经元，也可能“感到疼”。

是否应修改监管规则？

与类脑器官研究相关的规定之所以相对宽松，部分原因在于国际干细胞研究学会（ISSCR）的立场：该组织认为，这些类器官无法感知疼痛。其指南中写道：“目前没有生物学证据表明，与中枢神经系统组织相对应的类器官存在值得关注的问题，例如意识或疼痛感知，因此无需通过专门的伦理审查程序。”

但多位专家认为，随着近期技术突破，这一立场应被重新审视。

穆特里指出：“ISSCR的观点过于保守，应该由跨学科团队（不仅仅是干细胞生物学家）来修订。”穆特里本人是开发类脑器官公司Tismoo的创始人。

伦理担忧部分在于：类器官可能感到疼痛或产生自主思想。伍德解释说：“一旦有意识的类器官被创造出来，它就成为了一个具备道德意义的存在，其福利必须被考虑。”

拉瓦扎的观点不同。“我个人不认为培育具备意识的类器官是不道德的。”他说，“毕竟科学家也会在其他有意识的生物（如小鼠）上做实验。”洛马克斯则认为，如果类器官真的具备意识，它们应该受到与动物实验类似的监管。

尽管实验室“大脑”听起来像《美丽新世界》中的情节，但它或许离现实并不遥远。如何评估意识并制定相应监管将是一个棘手的问题。伍德认为，与其要求支持者去证明类器官可能有意识，不如要求怀疑者证明它们“绝不可能”有意识。

至少，如他在文章中指出的那样，科学家不应排除这种可能性。

参考文献

[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., Völlmy, 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

译者：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