Ученые вырастили клетки мозга в лаборатории и научили их играть в «Понг»

Ученые из биотехнологического стартапа Cortical Labs изобрели DishBrain, в переводе — «мозг в пробирке». Это 800 тысяч клеток, выращенных из стволовых клеток грызунов и человека. Также доказали, что эти клетки способны взаимодействовать друг с другом для достижения общей цели — например, победы в компьютерной игре.

DishBrain — первый «мини-мозг», который научился выполнять конкретные задачи.

Впрочем, это не первая успешная попытка вырастить клетки мозга в лаборатории. Исследователи Стэнфордского университета пересадили клетки человеческого мозга крысам, чтобы изучить процессы, связанные с заболеваниями центральной нервной системы. Пересаженные ткани успешно прижились и интегрировались. При этом сформировавшийся участок коры напоминал нейроны человека, а не животного.

Исследователи обучили DishBrain играть в «Понг» — это простой двухмерный аналог пинг-понга, в котором нужно отбивать мяч ракеткой. Ученые обучили клетки с помощью специально написанной программы SpikeStream. Она кодировала движения игрового мяча: электрическая стимуляция разных частей «мозга в пробирке» указывала на положение мяча в пространстве, а частота импульсов — на расстояние до мяча. Аналогично кодировался ответный сигнал: локализация активности нейронов соответствовала направлению движения ракетки, а частота — ее скорости.

Когда ракетка попадала по мячу, «мозг в пробирке» получал сильный, последовательный электрический сигнал, а когда не попадала — короткий и хаотичный.

На видео показано, как DishBrain учится играть в «Понг» в режиме реального времени. Исследователям хватило пяти минут, чтобы натренировать DishBrain, а после двадцатиминутной партии культура игры улучшилась. Ученые говорят, что это указывает на реорганизацию клеток, развитие сетей и обучение.

Конечно, DishBrain устроен намного проще, чем самый примитивный мозг. В мозгу человека есть системы вознаграждений: это структуры нервной системы, которые контролируют поведение за счет положительных реакций на конкретные действия. Есть и система наказаний — у нее обратное действие. В случае с DishBrain «у руля» стоит принцип свободной энергии. Он гласит, что живые системы стремятся к минимизации энтропии, неопределенности своего окружения.

«К клеткам прилагается непредсказуемый стимул, поэтому система реорганизует свою активность таким образом, чтобы лучше играть в игру и минимизировать случайность, — говорит Бретт Каган. — Отбивая мяч и получая предсказуемый ответ, она создает для себя более стабильное окружение».

Следующий шаг исследователей — выяснить, влияют ли запрещенные вещества и алкоголь на игровое поведение DishBrain. Ученые надеются, что с помощью «мозга в пробирке» или его будущих версий удастся тестировать лечение таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.

В какую игру вы бы хотели сыграть с DishBrain?

Читайте также:

#selectel #будущее #мозг #игры