Laboratóriumi körülmények között (in vitro, azaz Petri-csészében) tenyésztett biológiai neuronhálózatot tanítottak meg videójátékot játszani. Egy a napokban publikált tanulmány szerint a melbourne-i székhelyű Cortical Labs biotechnológiai startup létrehozta embrionális rágcsáló és humán eredetű ún. pluripotens őssejtekből a DishBrainnek nevezett valós idejű tanulásra képes biológiai neuronhálózatot, amely a maga nemében az első a világon. (Az eddigi eredményeket összegző tanulmány a Neuron folyóiratban jelent meg.)

A tanulmány szerint a DishBrain képes kihasználni a biológiai neurális hálózatok (biological neuronal networks, BNN) azon tulajdonságát, hogy az elektromos aktivitás "nyelvét" használva összekapcsolódjanak a szilíciumalapúakkal elektrofiziológiai stimuláció segítségével.

Egyre jobban játszotta a Pongot

A kutatók abból indultak ki, hogy az agy sok szempontból hasonlít a számítógéphez (vagy fordítva: a számítógép az agyhoz): mindkettő elektromos jeleket használ az üzenetek küldéséhez. Kísérleteik tétje az volt, hogy vajon a mesterséges biológiai ideghálózat is képes-e arra, mint az agy, azaz megváltoztatja-e a tevékenységét, hogy alkalmazkodjon a környezetéhez, és hatékonyabb legyen.

A kísérletben az in vitro neuronokat kapcsolták össze egy számítógéppel, amelyen a Pong futott. A neuronok voltak az egyik játékos, és nem csak stimulálták őket elektromos impulzusokkal, hanem a számítógéptől visszajelzést is kaptak arról, hogy ütőjük eltalálta-e a játékbeli labdát. A neuronok "játéktudása" folyamatosan javult a visszajelzések hatására. A neuronok lényegében valós időben, célorientáltan tudtak alkalmazkodni a környezethez. (Az ingerrel stimulált, de visszacsatolást nem tartalmazó rendszerek nem mutatták a fejlődés – azaz tanulás – jeleit.)

A kutatók a kísérletükhöz nem csak azért választották a Pongot, mert egyszerű (és ráadásul nagyon ismert), hanem azért is, mert az egyik első olyan játék volt, amelyet a gépi tanulás kutatásában felhasználták, nyilatkozta a kutatási eredményekről kiadott közleményben Brett Kagan, a Cortical Labs tudományos igazgatója, aki egyben a Neuronban megjelent tanulmány egyik szerzője is. A közlemény szerint a kísérletek egyértelműen bizonyították, hogy in vitro agysejtek is képesek olyan belső intelligenciát mutatni, ami idővel módosítja viselkedésüket, azaz tanulnak.

Idegrendszeri betegségek gyógyításában is segíthet

Ilyen kísérletek korábban is voltak, hívja fel a figyelmet beszámolójában a Vice. Az azonban újdonság, hogy véletlenszerű összevisszaságban elhelyezkedő neuronokat rábírtak arra, hogy adaptív belső folyamatok révén reagáljanak ingerekre.

A DishBrain ígéretes kezdete lehet az öntanuló szintetikus biológiai rendszereknek, de a kutatók szerint segítheti az agy, a tanulás és az intelligencia működésének mélyebb megismerését, sőt olyan betegségek hatékony kezelését is, mint az epilepszia vagy a demencia.