試験管内の脳細胞は卓球をすることを学んだ

オーストラリアと英国の科学者は、脳細胞をトレーニングして周囲の現実を「認識」し、進行中のイベントに対応するための独自の技術を開発しました。 「DishBrain」と呼ばれるこのシステムは、in vitro で成長した 800,000 個のヒトとマウスのニューロンで構成されています。これは生物ではなく、その姿でさえありません。心も感覚器官も持たず、単なるバイオマスです。しかし、彼女はすでにコンピューターの卓球をする方法を学んでいます。

DishBrain の脳細胞は、さまざまなパラメーターのパルスで脳細胞を刺激できる電極に接続されています。このシステムはまた、応答インパルスを読み取り、それを脳バイオマスの挙動として解釈します。当初、インスタレーションは、脳の細胞塊が成長するにつれて神経学的異常が発生することを研究するために作成されました。しかしその後、科学者たちは外部信号に対する DishBrain の反応の正確さと速度に注目し、それを「教えよう」と試みました。

報酬と罰に基づく古典的な学習システムは、試験管内の細胞塊がそれらを認識しないため、ここでは役に立ちません。したがって、自由エネルギーの原則が適用されました。これにより、システムは、変化する条件に適応するためにエネルギーを無駄にしないように、予測可能で快適な環境に存在しようとします。バイオマスが「正しい」アクションを実行すると、予測可能な短いインパルスを受け取りました。そして、それが「間違っていた」とき、彼女は長くて予測不可能で迷惑な合図で「罰せられ」ました。

科学者たちは、システムが 2 つのパドル (細胞塊の 2 つの別々のコロニー) の間の仮想ボールの動きを追跡するピンポン ゲームのモデルを構築しました。このシステムは、信号パルスの周波数と持続時間を変化させることで、ボールの「座標」を細胞に送信しました。応答した細胞が、ボールが着地した競技場のその部分で活動を示した場合、これは成功した行動と見なされ、報酬が与えられました。同様のアプローチを使用して、科学者は、わずか 5 分でピンポンをするように細胞塊を訓練しました。

この実験のすべてが魅力的です。そして、脳細胞自体が、複雑で抽象的な信号を認識して応答することをどのように迅速に学習したか。そして、科学者が脳細胞と直接相互作用するための新しいインターフェースのプロトタイプを構築したという事実。そして特に、単純なバイオマスが外部環境を感じ、生きている自然によって提供されていないタスクを実行する能力を獲得したという事実。

著者: Vitalii Babkin