Un cerebro Matrioshka es una megaestructura hipotética de inmensa capacidad computacional propuesta por Robert Bradbury sobre la base de la Esfera de Dyson. Es un ejemplo de un motor estelar de clase B, que emplea la producción completa de energía de una estrella para conducir sistemas computacionales.[1]​ 
El concepto se deriva de la Matrioshka o muñeca rusa.[2]​