Australische und britische Wissenschaftler haben eine einzigartige Technologie entwickelt, um Gehirnzellen zu trainieren, sich der umgebenden Realität „bewusst“ zu sein und auf laufende Ereignisse zu reagieren. Das „DishBrain“ genannte System besteht aus 800.000 in vitro gezüchteten Neuronen von Menschen und Mäusen. Das ist kein Lebewesen und nicht einmal sein Ebenbild – es hat weder Verstand noch Sinnesorgane, es ist nur Biomasse. Computer-Pingpong hat sie allerdings schon gelernt.
Die Gehirnzellen von DishBrain sind mit Elektroden verbunden, die sie mit Impulsen verschiedener Parameter stimulieren können. Das System liest auch die Antwortimpulse, die es als Verhalten der Hirnbiomasse interpretiert. Ursprünglich wurde die Installation geschaffen, um die Entwicklung neurologischer Anomalien zu untersuchen, wenn die Zellmasse des Gehirns wächst. Aber dann bemerkten die Wissenschaftler die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Reaktion von DishBrain auf externe Signale und versuchten, es zu "lehren".
Das klassische Lernsystem basierend auf Belohnung und Bestrafung ist hier nutzlos, da die Zellmasse im Reagenzglas sie nicht erkennt. Daher wurde das Prinzip der freien Energie angewendet, wonach das System versucht, in einer vorhersehbaren und komfortablen Umgebung zu existieren, um keine Energie für die Anpassung an sich ändernde Bedingungen zu verschwenden. Wenn die Biomasse die „richtige“ Aktion ausführte, erhielt sie einen kurzen, vorhersehbaren Impuls. Und wenn es „falsch“ war, wurde sie mit einem langen, unberechenbaren und nervigen Signal „bestraft“.
Die Wissenschaftler bauten ein Modell des Tischtennisspiels, bei dem das System die Bewegung eines virtuellen Balls zwischen zwei Schlägern verfolgte – zwei getrennte Kolonien von Zellmasse. Das System übermittelte die „Koordinaten“ des Balls an die Zellen, indem es die Frequenz und Dauer der Signalimpulse variierte. Wenn die Antwortzellen in dem Teil des Spielfelds, in dem der Ball landete, Aktivität zeigten, wurde dies als erfolgreiche Aktion gewertet und belohnt. Mit einem ähnlichen Ansatz trainierten die Wissenschaftler eine Zellmasse, in nur 5 Minuten Tischtennis zu spielen.
Alles an diesem Experiment ist faszinierend. Und wie die Gehirnzellen selbst schnell lernten, komplexe und abstrakte Signale für sie zu erkennen und darauf zu reagieren. Und die Tatsache, dass Wissenschaftler einen Prototyp einer neuen Schnittstelle für die direkte Interaktion mit Gehirnzellen gebaut haben. Und vor allem die Tatsache, dass einfache Biomasse die Fähigkeit erlangt hat, die äußere Umgebung zu spüren und Aufgaben zu erfüllen, die von der lebenden Natur nicht vorgesehen sind.
2022-10-14 14:43:58
Autor: Vitalii Babkin