Клетки человеческого мозга на чипе научились играть в Doom за неделю
Выращенные в лаборатории мини-мозги способны играть в классическую компьютерную игру Doom. Пока их результаты не дотягивают до человеческих, но по мнению экспертов, это важный шаг к практическому применению биологических компьютеров — например, для управления роботизированными манипуляторами.
В 2021 году австралийская компания Cortical Labs приспособила свои чипы на нейронах для игры в Pong. Чипы представляли собой скопления более 800 тысяч живых клеток мозга, выращенных на матрицах микроэлектродов, которые могут как отправлять, так и принимать электрические сигналы. Исследователям пришлось потратить много времени и сил, чтобы научить «выращенные мозги» управлять ракетками на экране.
Теперь разработан интерфейс, упрощающий программирование этих чипов. Программу на Python сторонний разработчик Шон Коул написал примерно за неделю.
«В отличие от нашей работы с Pong несколько лет назад, на которую ушли годы кропотливых научных усилий, эта демонстрация была выполнена за несколько дней человеком, не имевшим ранее серьезного опыта, связанного непосредственно с биологией. Именно эта доступность и гибкость делают технологию по-настоящему впечатляющей», — говорит главный исследователь Cortical Labs Бретт Каган.
В нейрокомпьютерном чипе, который умеет играть в Doom, примерно в четыре раза меньше нейронов, чем в эксперименте с Pong. Его геймерские навыки лучше, чем у игрока, который стреляет случайным образом, но хуже, чем у лучших игроков-профессионалов. Однако нейробиологический чип учится гораздо быстрее традиционных систем машинного обучения на кремниевых микросхемах и с новыми алгоритмами должен улучшить свои показатели, надеется Каган.
При этом сравнивать чипы с человеческим мозгом, по его словам, не имеет смысла: «Да, он живой, и да, он биологический, но по сути он используется как материал, способный обрабатывать информацию особым образом, который невозможно воспроизвести на кремнии».
«Doom гораздо сложнее, чем предыдущие демонстрации, и успешное взаимодействие с ним подчеркивает реальный прогресс в том, как можно контролировать и обучать живые нейронные системы», — считает Эндрю Адамацки из Университета Западной Англии в Бристоле.
Это впечатляющий прорыв в перспективном направлении, уверен биоинженер Ёсикацу Хаяси из Редингского университета, под руководством которого разрабатывается управление роботизированной рукой при помощи биокомпьютера из гидрогеля. «[Игра в Doom] — это как упрощенная версия управления целой рукой», — поясняет он.
«Тут важно не столько то, что биологическая система может играть в Doom, сколько ее способность справляться со сложностью, неопределенностью и принятием решений в реальном времени. Это гораздо ближе к реальным задачам, с которыми придется иметь дело будущим биологическим или гибридным компьютерам», — добавляет Адамацки.
