科學家在培養皿中訓練“有感覺的”腦細胞玩電子遊戲“乒乓球”

20 世紀 70 年代的經典街機遊戲 Pong 非常簡單,顯然任何人都可以玩——包括實驗室裡的腦細胞。

是的,您沒看錯。澳洲的科學家教導培養皿中生長的神經元學習如何玩基本的電玩遊戲。

研究人員表示,這些「迷你大腦」可以感知環境並對其做出反應,將它們用於藥物測試或計算可能會對健康、技術和整個社會產生深遠的影響。

「文化表現出以目標導向的方式自我組織活動的能力,」週三在該雜誌上發表的研究報告中寫道神經元

培養皿中的腦細胞

領導這項研究的新創公司 Cortical Labs 致力於利用人類神經元建構新一代生物電腦晶片。

「從蠕蟲到蒼蠅再到人類,神經元是廣義智慧的起點,」其首席科學官布雷特·卡根在一份聲明中表示。

“所以,問題是,我們能否與神經元互動,以利用這種固有的智能?”

卡根和他的同事從小鼠胚胎大腦中採集神經元,以及從成人幹細胞中收集神經元。

然後他們在實驗室培養皿中培養這些神經元。該實驗涉及約 80 萬個神經元簇,大小相當於大黃蜂的大腦——他們將這種培養物暱稱為「DishBrain」。

然後他們讓 DishBrain 玩 Pong,這是 20 世紀 70 年代非常流行的一種基本電子乒乓球遊戲。

「我們選擇 Pong 是因為它簡單且熟悉,而且它是最早用於機器學習的遊戲之一,所以我們想認識到這一點,」說卡根,他與其他 10 個機構的研究人員一起參與了該計畫。

他告訴法新社:“機器無法快速學習東西——如果你需要機器學習演算法來學習東西,就需要數千個數據樣本。”

另一方面,狗「可以透過兩三次嘗試學會一個技巧」。

腦細胞是如何打乒乓球的?

為了與 DishBrain 進行“交流”,研究人員使用電極發送信號來指示球的位置。

DishBrain 回應了另一個移動槳的訊號。 DishBrain 連接到計算機,研究人員透過計算機提供回饋。

獲勝時的刺激是可預測的(相同的位置和頻率),而失球時的刺激是隨機的。隨著時間的推移,神經元會改變自己的行為以贏得勝利。

如果有幫助的話,這個過程是這樣的:

對智能的新認識

DishBrain 甚至嘗試過 Google 的恐龍遊戲, – 當你的網路連線中斷時你可以玩這個遊戲,其中包括讓恐龍奔跑並躲避障礙物。卡根說,初步結果令人鼓舞。

研究小組表示,這些發現可能對疾病建模、藥物發現(創造動物測試的潛在替代方案)以及更廣泛地擴展目前對大腦運作方式的理解產生未來的影響。

卡根說:“這是理解情報新領域的開始。”

他的團隊認為 DishBrain 具有“感知能力”,他們將其定義為能夠感知並動態地回應感官訊息。但它遠未達到良心,良心意味著意識到自己的存在。

愛丁堡大學的塔拉·斯皮雷斯·瓊斯(Tara Spires-Jones)沒有參與這項研究,她說:“這是一項穩健、有趣的神經科學。”

她強調,這些電路響應雖然值得注意,但仍然很簡單。

「別擔心,雖然這些神經元盤可以根據刺激改變它們的反應,但它們並不是科幻風格的盤中智能」。

DishBrain 團隊表示,下一步將研究藥物或酒精對它的影響。