Computers kweken uit menselijke hersencellen

Lede: een levend proof-of-concept

In een beurshal in Barcelona trok in maart 2025 een compacte box meer dan alleen nieuwsgierigheid: het bevatte levende menselijke neuronen, in leven gehouden en gekoppeld aan silicium, wat de makers een commerciële "biocomputer" noemden. Het apparaat, bekend als CL1, bouwt voort op experimenten waarbij gekweekte neuronen leerden om het arcadespel Pong te spelen en later rudimentaire spraakherkenning uitvoerden—proofs-of-principle dat menselijke hersencellen aangezet kunnen worden tot rekenwerk wanneer ze gekoppeld worden aan elektroden en software. Die experimenten, en de daaropvolgende businessplannen, hebben een rustig maar snelbewegend onderzoeksgebied naar de voorpagina's en beleidsdebatten geduwd.

Van Pong en reservoir computing naar desktop-biocomputers

Het publieke ontstaansverhaal van dit vakgebied wijst vaak naar een publicatie in Neuron uit 2022, waarin een systeem genaamd DishBrain gebruikmaakte van netwerken van gekweekte corticale neuronen—afkomstig van menselijke stamcellen en van knaagdieren—gemonteerd op hogedichtheid-multielektrode-arrays om te interageren met een gesimuleerde Pong-omgeving. In deze closed-loop opstelling leverde gestructureerde elektrische stimulatie de gametoestand als "sensorische" input en stuurde het vuren van de neuronen het batje aan; de culturen pasten hun activiteit aan op een manier die de auteurs omschreven als leren. Het experiment was geen bewust brein, maar het toonde aan dat levend neuraal weefsel in een feedbacklus kan worden geplaatst en zijn reacties kan veranderen om een taak te volbrengen.

Andere academische teams volgden snel. Een groep aan de Indiana University publiceerde een artikel in Nature Electronics over een reservoir computing-systeem op basis van hersenorganoïden—met de bijnaam Brainoware—dat sprekers herkende aan korte klinkers en eenvoudige niet-lineaire voorspellingstaken oploste na een korte trainingsperiode. Deze demonstraties gebruikten hersenweefsel als een adaptief, energiezuinig substraat binnen een hybride systeem waarin digitale uitleeslagen de neurale activiteit interpreteren.

Hoe organoïden en elektrode-arrays 'berekeningen' uitvoeren

Op technisch niveau delen deze opstellingen een eenvoudige architectuur: populaties neuronen worden uit stamcellen gekweekt tot clusters of organoïden en bevinden zich op of nabij multielektrode-arrays (MEA's). De MEA leest spike trains—de elektrische signalen van de neuronen—en kan ook precies getimede pulsen afgeven die fungeren als input of beloning. Onderzoekers vertalen gegevens (een gametoestand, een geluidsfragment, sensoroutput) naar stimulatiepatronen, laten het levende netwerk reageren en gebruiken vervolgens machine-learning-methoden om de neurale activiteit terug te decoderen naar outputs. Het "leren" van het systeem komt voort uit de intrinsieke plasticiteit van het weefsel: neurale verbindingen worden sterker of zwakker, waardoor de reactiepatronen van het netwerk veranderen zonder de software te herschrijven.

Commercialisering en de opkomst van 'wetware-as-a-service'

Wat begon als academische nieuwsgierigheid is veranderd in een markthypothese. Startups en universitaire teams pitchen nu hardware op basis van organoïden en cloudtoegang daartoe. Cortical Labs—een van de pioniers achter DishBrain—onthulde in 2025 publiekelijk een desktop-biocomputer, de CL1, en beschreef plannen voor on-premise units en cloudtoegang die in de marketing "wetware-as-a-service" worden genoemd. Andere bedrijven en onderzoeksplatforms bieden externe toegang tot organoïde-arrays, zodat labs experimenten kunnen uitvoeren zonder ter plaatse weefsel te kweken. Voorstanders wijzen op potentiële voordelen: energie-efficiëntie voor bepaalde adaptieve taken, voor de mens relevante modellen voor drugsscreening en nieuwe experimentele instrumenten voor de neurowetenschap.

Kortetermijngebruik: drugstesten, modellen en hybride sensoren

De meeste experts zien eerder waarde in biomedische en wetenschappelijke toepassingen dan in het vervangen van GPU's in datacenters. Organoïde-platforms stellen onderzoekers in staat om medicijnen rechtstreeks op van mensen afgeleid neuraal weefsel te testen, ontwikkelings- en ziektemechanismen te bestuderen en dierproeven te verminderen. Hybride systemen zijn ook voorgesteld voor gespecialiseerde sensoren en robotica waar energiezuinige adaptieve controllers van belang kunnen zijn. Verschillende teams onderzoeken classificatietaken—spraak- of tactiele signalen, of chaotische tijdreeksvoorspellingen—die de capaciteiten aantonen terwijl ze ver verwijderd blijven van algemene intelligentie.

Ethiek, semantiek en governance

De snelle technologische vooruitgang heeft veel bestaande ethische kaders ingehaald. Toen het DishBrain-artikel de term "sentience" gebruikte, riep dit onmiddellijk weerstand op en ontstond er een wetenschappelijk debat over termen, voorzorgsmaatregelen en de morele betekenis van in het lab gekweekt neuraal weefsel. Ethici hebben aangedrongen op duidelijkheid—het onderscheiden van responsiviteit, leren en informatieverwerking van fenomenaal bewustzijn—en riepen op tot gemoderniseerd toezicht op het gebied van toestemming, rechten van donoren, het beheer van weefsel en de mogelijkheid (hoe klein die vandaag ook is) van moreel relevante ervaringen in toekomstige systemen. Nationale instanties en academische reviews hebben stappen voor governance aanbevolen: het verfijnen van toestemmingsprocedures, het ontwikkelen van criteria om het potentieel voor bewustzijn te beoordelen en het coördineren van internationale richtlijnen zodat de commercialisering de waarborgen niet voorbijstreeft.

Twee dynamieken maken de ethische discussie urgent. Ten eerste hebben bedrijven die biocomputers willen commercialiseren een zakelijke prikkel om suggestieve taal te gebruiken die financiering en klanten aantrekt. Ten tweede is het biologische substraat niet slechts code; het is materiaal van menselijke oorsprong dat zorgen van donoren en de samenleving met zich meedraagt over identiteit, hergebruik en waardigheid. Veel ethici bevelen regels aan die zijn afgestemd op de specifieke risico's van de technologie, in plaats van het hergebruiken van kaders die zijn ontworpen voor klassiek biomedisch onderzoek.

Wetenschappelijke beperkingen en betwiste claims

Naast ethiek moeten technische claims kritisch worden bekeken. Demonstraties tot nu toe tonen gespecialiseerde, kleinschalige taken en leunen op hybride architecturen waarbij klassieke hardware nog steeds het zware werk doet (het coderen van inputs, het decoderen van outputs). Onderzoekers benadrukken dat organoïden geen kleine hersenen zijn: ze missen de gelaagde verbindingen over lange afstand en de ontwikkelingscontext van een intact menselijk brein. Reproduceerbaarheid tussen labs, de stabiliteit op lange termijn van organoïde-netwerken en de engineering die nodig is om ze op te schalen naar betrouwbare apparaten blijven onopgeloste problemen. Sommige voorstanders zien organoïden eerder als aanvulling op silicium—met voordelen op het gebied van efficiënt leren en energieverbruik voor specifieke problemen—dan als een directe vervanging voor conventionele computers.

De weg vooruit: gekalibreerd optimisme

Wat nu van belang is, is minder de binaire vraag of een "brein in een doos" kan worden gebouwd, en meer een beleid-wetenschappelijk probleem: hoe nuttige toepassingen met een laag risico te versnellen, terwijl schade wordt beperkt en de publieke verwachtingen worden verduidelijkt. Dat betekent dat financiers, regelgevers en onderzoeksgemeenschappen het eens moeten worden over standaarden voor toestemming voor donorweefsel, transparantie over wat levende systemen wel en niet kunnen, en gedeelde maatstaven voor het beoordelen van een eventuele opkomende morele status. Parallel technisch werk—het verbeteren van de reproduceerbaarheid, niet-invasieve stimulatie en gestandaardiseerde MEA-interfaces—zal bepalen of organoïde-computing een laboratorium-noviteit blijft of een betrouwbaar instrument wordt voor de geneeskunde en gespecialiseerde berekeningen.

Kortom: de experimenten van de afgelopen jaren laten zien dat levend menselijk neuraal weefsel kan worden gebruikt als onderdeel van hybride computationele systemen, en bedrijven zetten stappen om die ideeën in producten om te zetten. Of de samenleving dit behandelt als een ethisch beladen grensgebied of als een pragmatisch nieuw laboratoriuminstrument, zal afhangen van de openheid van de onderzoeksgemeenschap, de kracht van de governance en het realisme van het publieke debat over wat de biologie daadwerkelijk doet.

Bronnen

• Neuron (Kagan et al., "DishBrain" — in vitro neuronen leren en vertonen adaptief gedrag).
• Nature Electronics (Guo et al., "Brain organoid reservoir computing").
• Indiana University (Brainoware onderzoek en persmateriaal).
• University of Bristol (organoïde brailleherkenning / coderingsstrategieën, arXiv-preprint).
• Nature Reviews Bioengineering en National Academies-rapporten over de ethiek en governance van organoïden.