GEHIRN-Zellen, die in einer Schale leben, können lernen, das klassische Videospiel Pong zu spielen, haben australische Wissenschaftler gezeigt.
Das bizarre Experiment demonstriert das “intelligente und empfindungsfähige Verhalten” unserer weißen Substanz, argumentieren Forscher in einem neuen Papier.
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Brett Kagan, der die am Mittwoch in der Zeitschrift Neuron veröffentlichte Studie leitete, sagte, dass die Ergebnisse die Tür zu einer neuen Art von Forschung öffnen.
Diese Forschung könnte zur Verwendung von Neuronen als biologische Informationsprozessoren führen und digitale Computer ergänzen.
„Was Maschinen nicht können, ist, Dinge sehr schnell zu lernen – wenn Sie einen maschinellen Lernalgorithmus brauchen, um etwas zu lernen, sind Tausende von Datenproben erforderlich“, sagte er gegenüber AFP.
„Aber wenn du einen Menschen fragst oder einen Hund trainierst, kann ein Hund einen Trick in zwei oder drei Versuchen lernen.“
Neuronen sind die Bausteine der Intelligenz in allen Tieren, von der Fliege bis zum Menschen.
Kagan, der wissenschaftliche Leiter der in Melbourne ansässigen Cortical Labs, machte sich daran, die Frage zu beantworten, ob es einen Weg gibt, die inhärente Intelligenz von Neuronen zu nutzen.
Um ihr Experiment durchzuführen, nahmen Kagan und Kollegen Mäusezellen aus embryonalen Gehirnen und leiteten menschliche Neuronen aus erwachsenen Stammzellen ab.
Sie züchteten sie dann auf Mikroelektrodenarrays, die ihre Aktivität lesen und sie stimulieren konnten.
An den Experimenten war ein Cluster von rund 800.000 Neuronen beteiligt, was ungefähr der Größe eines Hummelgehirns entspricht.
Im „Spiel“ wurde ein Signal von der linken oder rechten Seite des Arrays gesendet, um anzuzeigen, wo sich der Ball befand, und „DishBrain“, wie die Forscher es nannten, feuerte Signale zurück, um den Schläger in einem vereinfachten Gegner zu bewegen -freie Version von Pong.
Eine der größten Hürden bestand darin, herauszufinden, wie man die Neuronen „unterrichtet“.
In der Vergangenheit wurde vorgeschlagen, ihnen eine Spritze mit dem „Wohlfühl“-Hormon Dopamin zu verabreichen, um eine korrekte Handlung zu belohnen – aber das war in der Praxis auf zeitkritische Weise sehr schwierig zu erreichen.
Stattdessen stützte sich das Team auf eine Theorie namens „Prinzip der freien Energie“, die vor mehr als einem Jahrzehnt vom leitenden Autor des Papiers, Karl Friston, geprägt wurde und besagt, dass Zellen fest verdrahtet sind, um Unvorhersehbarkeiten in ihrer Umgebung zu minimieren.
Wenn es den Neuronen gelang, den Schläger dazu zu bringen, den Ball zu treffen, erhielten sie ein “vorhersagbares” elektrisches Signal, das dem Erfolg entsprach. Aber als sie es verfehlten, wurde ihnen ein zufälliges oder „unvorhersehbares“ elektrisches Signal gesendet.
„Das einzige, was die Neuronen tun könnten, ist besser darin zu werden, den Ball zu treffen, um ihre Welt kontrollierbar und vorhersehbar zu halten“, sagte Kagan.
Das Team glaubt, dass DishBrain empfindungsfähig ist – was sie so definiert haben, dass es in der Lage ist, sensorische Informationen zu erfassen und auf dynamische Weise darauf zu reagieren –, zog jedoch die Grenze, es als „bewusst“ zu bezeichnen, was das Bewusstsein des Seins impliziert.
DishBrain hat sogar eine andere Aufgabe ausprobiert – das Dinosaurierspiel, das in Google Chrome erscheint, wenn keine Internetverbindung gefunden wird, und die vorläufigen Ergebnisse waren ermutigend, sagte Kagan.
Für ihre nächsten Schritte plant das Team zu testen, wie die Intelligenz von DishBrain durch Medikamente und Alkohol beeinflusst wird – obwohl Kagan selbst am meisten von den zukünftigen Möglichkeiten biologischer Computer auf der Grundlage dieser grundlegenden Entdeckung begeistert ist.
„Das ist solide durchgeführte, interessante Neurowissenschaft“, sagte Tara Spires-Jones vom Centre for Discovery Brain Science an der Universität Edinburgh, die nicht an der Studie beteiligt war.
„Keine Sorge, obwohl diese Gerichte von Neuronen ihre Antworten basierend auf Stimulation ändern können, sind sie keine Intelligenz im SciFi-Stil in einem Gericht, das sind einfache (wenn auch interessante und wissenschaftlich wichtige) Schaltkreisreaktionen“, fügte sie hinzu.
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