培养皿中的“感知”脑细胞学会玩电子游戏:学习

人类的脑细胞在培养皿中学习玩乒乓游戏
在高密度多电极阵列上生长了超过6个月的神经培养的扫描电子显微镜图像。一些神经细胞在外围生长,形成了复杂的网络,覆盖了中心的电极。来源:Credit cortex Labs

澳大利亚神经科学家在一篇新论文中指出,培养皿中的脑细胞可以学习玩经典的电子游戏《Pong》,从而展示出“聪明和有感情的行为”。

布雷特·卡根说,他领导的这项研究发表在周三的杂志上神经元他告诉法新社,他的发现为一种新型研究打开了大门,在这种研究中,神经元有朝一日可能被用作生物信息处理器,作为数字计算机的补充。

“机器所不能做的是快速学习——如果你需要一个机器学习算法来学习一些东西,它需要成千上万的数据样本,”他解释道。

“但如果你问一个人,或训练一只狗,狗可以在两三次尝试中学会一个技巧。”

从苍蝇到人类,神经元是所有动物智力的基石。

这段视频展示了Pong游戏是由盘子中的一层神经元控制的。来源:Kagan et. al / Neuron

卡根是总部位于墨尔本的皮层实验室的首席科学官,他着手回答是否有办法利用神经元固有的智能这一问题。

为了进行他们的实验,卡根和同事们从胚胎大脑中提取了小鼠细胞,并从中提取了人类神经元

然后,他们把它们放在可以读取它们的活动并刺激它们的微电极阵列上。实验涉及大约80万个神经元簇,大致相当于大黄蜂大脑的大小。

在“游戏”中,一个信号从阵列的左侧或右侧发送,以指示球的位置,研究人员称之为“DishBrain”,它发回信号来移动球拍,这是一个简化的、没有对手的Pong版本。

这是模拟《Pong》环境的视觉表现,神经元活动反映在不断增长的砖块上。来源:Kagan et. al / Neuron

“有感觉,但没有意识”

其中一个主要障碍是弄清楚如何“教导”神经元。

在过去,有人建议给他们注射一针“感觉良好”的荷尔蒙多巴胺来奖励正确的行为,但这在实践中很难以时间敏感的方式实现。

相反,该团队依靠的是一种名为“自由能原理”的理论,该理论是该论文的资深作者卡尔·弗里斯顿(Karl Friston)在十多年前提出的,该理论认为细胞天生就会将环境中的不可预测性最小化。

当神经元成功地让球拍击中球时,它们就会收到一个“可预测的”电信号,与成功相对应。但当他们错过的时候,就会给他们发一个随机的,或“不可预知的”

卡根说:“神经元唯一能做的就是更好地尝试击球,以保持他们的世界可控和可预测。”

该团队认为“碟脑”是有感觉的——他们将其定义为能够感知并做出反应以一种动态的方式——但在称其为“意识”时划清了界限,这意味着对存在的意识。

DishBrain甚至尝试了另一个任务——恐龙游戏出现在谷歌Chrome浏览器,当没有卡根说,这项研究已经发现,初步结果令人鼓舞。

下一步,研究小组计划测试“DishBrain”的智力如何受药物和酒精的影响——尽管卡根本人对基于这一基础性发现的生物计算机的未来可能性感到最为兴奋。

爱丁堡大学脑科学发现中心的Tara Spires-Jones没有参与这项研究,她说:“这是一项有力的、有趣的神经科学研究。”

她补充说:“不要担心,虽然这些神经元可以根据刺激改变它们的反应,但它们不是科幻小说风格的智能,这些是简单的(尽管有趣,在科学上很重要)电路反应。”


进一步探索

观察培养皿中的脑细胞实时学习玩乒乓游戏

期刊信息: 神经元

©2022法新社

引用:盘子里的“感知”脑细胞学会玩视频游戏:研究(2022年,10月16日)于2022年10月17日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-10-sentient-brain-cells-dish-video.html检索
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