[发明专利]基于生物神经网络的认知计算方法与系统

权利要求书

1.一种用于将时空输入数据信号(105)变换成时空输出数据信号(135)的自动化处理系统，该系统包括：

-神经细胞BNN核心单元(120)的体外生物培养物；

-输入刺激单元SU(110)，其适于将输入时空刺激信号(605)施加到第一组神经细胞中；

-输出读出单元RU(130)，其适于捕获来自第二组神经细胞的输出时空读出信号(635)；

-一个或多个营养罐(319)，其与一个或多个营养分配器(320)连接以将一种或多种营养物注入生物神经细胞培养物(120)中；

-一个或多个添加剂罐(321、323)，其每个与一个或多个添加剂分配器(322、324)连接，以将一种或多种添加剂注入BNN培养物(120)中；

-一个或多个营养废物收集器(325)，其用于从所述BNN培养物(120)过滤和排出营养废物；

-一个或多个添加剂废物收集器(326、327)，用于从所述BNN培养物(120)过滤和排出添加剂废物；

-一个或多个血管化网络，用于将所述营养分配器(320)、添加剂分配器(322，324)、营养废物收集器(325)和添加剂废物收集器(326、327)连接到所述BNN培养物(120)；

-测量所述BNN培养物(120)的至少一个环境参数的一个或多个传感器；

-自动化控制器(600)，其被配置为使所述刺激信号(605)适应所述输入数据信号(105)、使所述输出数据信号(135)适应所述读出信号(635)以及控制以下中的至少一个：

-BNN核心单元环境参数；

-BNN神经细胞培养营养供应；

-BNN神经细胞培养添加剂供应；

-BNN神经细胞培养营养废物收集；

-BNN神经细胞培养添加剂废物收集；

以维持BNN神经细胞培养物随时间的内稳态，以便将所述时空输入数据信号(105)连续地转换为所述时空输出数据信号(135)。

2.根据权利要求1所述的自动化处理系统，其中，营养物选自氨基酸、碳水化合物、维生素和矿物质或其组合。

3.根据权利要求1或2所述的自动化处理系统，其中，所述添加剂选自多巴胺能刺激增强剂以增加BNN的多巴胺能反应、多巴胺能刺激抑制剂以减少BNN、肉毒杆菌、尼古丁、咖喱、安非他明、可卡因、MDMA、士的宁、THC、咖啡因、苯二氮卓类、巴比妥类药物、酒精、鸦片类、生长因子、激素、气体、或其组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化处理系统，其中，血管化网络使用利用生物相容性材料的3D生物打印来制造。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化处理系统，其中，所述血管化网络从BNN(120)培养支持物上的干细胞生长而来。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化处理系统，其中，所述血管化网络是软的且可压缩的、多孔的和吸收性的材料，其形成3D结构，该3D结构适于在其孔中机械地容纳BNN细胞，同时调节所述BNN细胞作为3D细胞培养物的生长发展。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的自动化处理系统，其中，传感器测量所述BNN培养物(120)的温度、湿度、pH或CO2环境参数。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动化处理系统，其中，所述自动化控制器进一步包括：预处理单元，其利用时空信号滤波器、时空信号分类器、基于数学或统计模型的机器学习算法、人工神经网络、卷积神经网络、支持向量机器分类器、随机森林分类器、遗传算法、遗传编程算法或储层计算方法中的至少一个将所述输入数据信号(105)变换为所述刺激信号(605)。