Iš 200 tūkst. žmogaus neuronų sukurtas biologinis kompiuteris pasiekė proveržį: įveikė klasikinį vaizdo žaidimą

Australijos biotechnologijų bendrovė „Cortical Labs“ pademonstravo neįprastą technologinį eksperimentą: apie 200 tūkst. laboratorijoje išaugintų žmogaus smegenų neuronų buvo prijungti prie mikroschemos ir panaudoti žaidimo „Doom“ valdymui. Demonstracijoje matyti, kaip biologinis kompiuteris reaguoja į žaidimo aplinką ir siunčia komandas personažui judėti bei šaudyti. Tyrėjai teigia, kad tai vienas pirmųjų realių bandymų sujungti gyvas smegenų ląsteles su skaitmenine sistema taip, kad jos galėtų mokytis atlikti užduotis.

Neįprastas eksperimentas su klasikiniu žaidimu

Viešai paskelbtame demonstraciniame vaizdo įraše matyti, kaip neuronų tinklas valdo personažą legendiniame 1993 m. vaizdo žaidime „Doom“. Tai nėra įprastas kompiuteris, kuriame žaidimas tiesiog paleistas – čia pats veiksmų valdymas perduotas laboratorijoje auginamoms smegenų ląstelėms.

„Cortical Labs“ tyrėjų teigimu, eksperimentas parodo, kad biologiniai neuronai gali sąveikauti su skaitmenine aplinka ir palaipsniui mokytis reaguoti į joje vykstančius įvykius. Nors sistema dar labai ankstyvoje stadijoje, ji jau sugeba aptikti priešus žaidime, pasisukti jų kryptimi ir bandyti šaudyti.

Mokslininkai atvirai pripažįsta, kad kol kas rezultatas kol kas primena visiško naujoko žaidimą – reakcijos lėtos, o sprendimai dažnai atsitiktiniai. Tačiau pats faktas, kad gyvų neuronų kultūra gali būti sujungta su skaitmenine aplinka ir joje veikti, laikomas svarbiu technologiniu žingsniu.

Anksčiau ta pati mokslininkų komanda buvo išmokiusi neuronus žaisti paprastesnį arkadinį žaidimą „Pong“. „Doom“ pasirinktas todėl, kad jis reikalauja sudėtingesnių reakcijų – orientacijos trimatėje erdvėje, greitų sprendimų ir nuolatinio judėjimo.

Kaip veikia biologinis kompiuteris

Eksperimento pagrindas – įrenginys „CL1“, kuriame gyvos neuronų kultūros auginamos ant mikroschemos su daugybe elektrodų. Šie elektrodai leidžia mokslininkams tiek stimuliuoti neuronus elektriniais signalais, tiek registruoti jų generuojamus impulsus.

Žaidimo vaizdas sistemoje paverčiamas elektrinių signalų modeliais. Jie stimuliuoja skirtingas neuronų tinklo vietas, tarsi perduodami informaciją apie tai, kas vyksta žaidimo aplinkoje – pavyzdžiui, kur atsiranda priešas ar kokia kryptimi juda personažas.

Neuronų atsakas – jų elektrinis aktyvumas, interpretuojamas kaip komandos žaidime, tokios kaip judėjimas, pasisukimas ar šūvis. Taip sukuriamas grįžtamojo ryšio ciklas, leidžiantis neuronams palaipsniui prisitaikyti prie užduoties.

Kodėl tai gali būti svarbu ateities technologijoms

Mokslininkai pabrėžia, kad šis eksperimentas nėra bandymas kurti „gyvus žaidimų kompiuterius“. Pagrindinis tikslas – geriau suprasti, kaip neuronai mokosi ir kaip juos galima integruoti su skaitmeninėmis sistemomis.

Todėl žmonėms šis eksperimentas svarbus ne dėl paties žaidimo, o dėl galimų praktinių pritaikymų ateityje. Biologiniai kompiuteriai, kuriuose naudojami tikri žmogaus neuronai, gali padėti mokslininkams geriau suprasti smegenų veikimą, tirti neurologines ligas ir kurti naujus vaistus, kurie realiu laiku galėtų būti išbandomi su tikrais žmogaus neuronais.

Kol kas ši technologija dar tik ankstyvoje stadijoje, tačiau ji rodo galimą kryptį, kurioje gali vystytis kompiuterija – sistemas, kuriose dirbtinis intelektas ir biologiniai neuronai veikia kartu.

Žemiau „Cortical Labs“ vasario 25 d. pristatė atlikto eksperimento rezultatus: