Ludzki mózg z probówki gra w Ponga. Jak to w ogóle możliwe?
Naukowcy z australijskiego Monash University udowodnili, że skupiska komórek mózgowych w naczyniu laboratoryjnym mogą nauczyć się grać w gry wideo - to pierwszy raz, kiedy te komórki wykazały zdolność wykonywania zadań ukierunkowanych na cel, co otwiera drzwi do nowego zrozumienia pracy naszego mózgu.
Jeśli teraz wyobrażacie sobie ludzki mózg podłączony do robotycznego ciała, które siedzi przed monitorem i dzierży w rękach kontroler do konsoli, to musimy was rozczarować... chociaż z drugiej strony fakt, że mowa o małym naczyniu laboratoryjnym, w którym na pierwszy rzut oka nie ma zupełnie nic, wydaje się jeszcze bardziej imponujący. System o nazwie DishBrain, bo o nim właśnie mowa, jest dokładnie tym, co sugeruje jego nazwa, a mianowicie kompozycją 800 tys. ludzkich i mysich neuronów wyhodowanych w laboratorium i zamontowanych na układach mikroelektrod, które mogą odczytywać ich aktywność i stymulować je sygnałami elektrycznymi.
Komórki mózgowe z laboratorium grają w Ponga
Naukowcy od pewnego czasu testują jego możliwości, a w ramach najnowszego eksperymentu umieścili go w wirtualnej wersji klasycznej gry zręcznościowej Pong, czyli produkcji symulującej tenis stołowy, w której gracze poruszają elementem symbolizującym paletkę w celu odbicia piłki. Komórki mózgowe pełniły tu rolę paletki i miały za zadanie w odpowiednim czasie poruszyć się i odbić symulowaną piłkę, odczytując sygnały ze strony elektrod umieszczonych na skrajach szalki Petriego. Pojawiające się impulsy elektryczne wskazywały położenie piłki, a ich zwiększająca się lub zmniejszająca częstotliwość odległość piłki od paletki.
Jest w stanie pobierać informacje z zewnętrznego źródła, przetwarzać je, a następnie odpowiadać na nie w czasie rzeczywistym
I udało się, ale jak przekonują autorzy badania, było to zadanie wymagające. W normalnych warunkach, jeśli chcemy skłonić organizmy do wykonywania konkretnych zadań, sięgamy najczęściej po system nagród i kar, ale ten nie ma zastosowania, jeśli brakuje ośrodka nagrody, tak jak w tym przypadku.
Zamiast tego badacze sięgnęli więc po zasadę wolnej energii, wykorzystując założenie, że komórki zawsze będą starały się minimalizować nieprzewidywalność sytuacji. Jeśli DishBrain nie trafił w piłkę, system dostarczał mu nieprzewidywalny sygnał elektryczny trwający 4 sekundy, a jeśli trafił, krótki przewidywalny sygnał przed kontynuowaniem gry, dając "mózgowi" szansę wykorzystania w przyszłości zdobytego wcześniej doświadczenia.
W ten sposób komórki mózgowe potrzebowały dosłownie 5 min, żeby załapać zasady, więc zdaniem badaczy są w tym dużo lepsze niż sztuczna inteligencja, której uporanie się z tym wzywaniem zajęło 90 min - po 20 minutach były już zaś znacznie lepsze, co sugeruje z kolei, że komórki reorganizowały się, tworzyły sieci i uczyły się.
Ta nowa zdolność uczenia komórek laboratoryjnych wykonywania zadania, w którym wykazują integrację sensoryczną - kontrolując paletkę, aby odbić piłkę za pomocą odczuwania - otwiera nowe możliwości, które będą miały daleko idące konsekwencje dla technologii, zdrowia i społeczeństwa
Przyszłe badania nad DishBrain będą obejmować sposób, w jaki leki i alkohol wpływają na zdolność systemu do gry w Ponga, aby sprawdzić, czy "mózg z probówki" będzie można traktować jako zastępstwo dla ludzkiego do testowania chorób i nowych terapii, np. w chorobie Alzheimera. Przy okazji naukowcy uspokajają też, że ich eksperymenty nie są wcale etycznie wątpliwe, choć mogą tak wyglądać na pierwszy rzut oka, bo nie ma tu mowy o jakiejkolwiek formie inteligencji: - Nie martwcie się, chociaż te neurony mogą zmieniać swoje reakcje, nie jest to inteligencja w stylu science fiction, są to proste (choć interesujące i ważne naukowo) odpowiedzi obwodów - podsumowuje Tara Spires-Jones, kierownik programu brytyjskiego Instytutu Badań nad Demencją.
