Creierul Matrioshka este o megastructură ipotetică în spațiu propusă de Robert Bradbury, bazată pe sfera Dyson, cu o capacitate de calcul imensă. Este un exemplu de motor stelar de clasă B, care folosește întreaga energie produsă de o stea pentru a acționa sistemele de calculatoare.

Conceptul de creier matrioshka provine din ideea de a folosi sferele Dyson pentru a alimenta un computer imens, de mărimea unei stele. Termenul „creier matrioșka” provine de la păpușile matrioșka, care sunt păpuși rusești din lemn care se cuibăresc. Creierele matrioșka sunt compuse din mai multe sfere Dyson aninate una în alta, la fel cum păpușile matrioșka sunt compuse din mai multe componente de păpuși aninate. Cea mai interioară sferă Dyson a creierului matrioșka ar prelua energie direct de la steaua pe care o înconjoară și ar degaja cantități mari de căldură reziduală în timp ce calculează la o temperatură ridicată. Următoarea sferă Dyson care o înconjoară ar absorbi această căldură reziduală și ar folosi-o în scop computațional, în timp ce ar emite și ea căldură reziduală. Această căldură ar fi absorbită de următoarea sferă și așa mai departe, fiecare sferă emițând mai puțină căldură decât cea dinaintea ei. Din acest motiv, creierele matrioșka cu mai multe sfere Dyson imbricate ar avea tendința de a fi mai eficiente, deoarece ar irosi mai puțină energie termică. Învelișurile interioare ar putea funcționa la aproape aceeași temperatură ca și steaua însăși, în timp ce cele exterioare ar fi aproape de temperatura spațiului interstelar. Cerințele inginerești și resursele necesare pentru aceasta ar fi enorme. teoretic,specii întregi ar putea simula universuri,civilizații și planete.