Новости

Jul 02, 2023

Компьютерный чип австралийских военных фондов слился с клетками мозга

Эта статья является частью журнала «Исследованное будущее», еженедельного руководства по технологиям, меняющим мир. Вы можете получать подобные истории прямо на свой почтовый ящик каждый четверг утром, подписавшись здесь.

Эта статья является частью журнала «Исследованное будущее», еженедельного руководства по технологиям, меняющим мир. Вы можете получать подобные истории прямо на свой почтовый ящик каждый четверг утром, подписавшись здесь.

Австралийские военные финансируют проект по выращиванию разумных «мини-мозгов» в чашках Петри. Цель состоит в том, чтобы использовать эти «DishBrains» для разработки более совершенных ИИ — и, в конечном итоге, даже объединить их, создавая ИИ, объединенный с вычислительными функциями клеток человеческого мозга.

Создавая правильные условия, ученые могут заставить стволовые клетки вырасти в «органоиды», трехмерные ткани, которые напоминают структуру и функции различных органов — даже мозга.

Они далеко не такие большие и сложные, как настоящий мозг, но содержат нейроны, которые могут посылать друг другу электрические сигналы, что делает их полезными для исследований мозга в здравоохранении.

Например, немецкие ученые недавно обнаружили потенциально лучший способ лечения смертельного заболевания головного мозга, герпетического энцефалита, путем заражения органоидов головного мозга вирусом ВПГ-1.

Органоиды мозга — это крошечные скопления клеток, которые по структуре и функциям напоминают мозг.

В 2022 году исследователи из Университета Монаша в Австралии сделали нечто беспрецедентное с органоидами мозга: они получили скопления клеток, чтобы продемонстрировать нечто, напоминающее интеллект.

Для этого они вырастили клетки человеческого мозга поверх массива микроэлектродов — это те же устройства, которые используются в некоторых мозговых имплантатах для отправки или получения нервных сигналов.

Затем они научили органоиды своего мозга играть в понг, компьютерную игру, похожую на теннис, в которой игроки перемещают ракетки вверх и вниз, чтобы перехватить траекторию прыгающего мяча.

Это было сделано путем стимуляции электродов в определенных частях массива, чтобы указать путь мяча и местоположение ракетки. Затем органоид мозга мог генерировать сигналы, которые стимулировали определенные электроды перемещать лопатку вверх или вниз.

Чтобы обучить систему, исследователям пришлось проявить творческий подход.

В отличие от животных, которых можно легко вознаградить за обучение, вы не можете угостить группу нейронов лакомством. Вместо этого исследователи «мотивировали» клетки, воспользовавшись так называемым «принципом свободной энергии».

Эта теория основана на идее, что мозг будет использовать все, что он знает об окружающей среде, чтобы делать прогнозы, которые сводят к минимуму расстройства. По мере того, как он узнает больше, он становится лучше делать правильные прогнозы, и если его среда изменится, он скорректирует свои прогнозы.

«Начнем с того, чему цифровые модели пытаются подражать».

В своей игре DishBrain, играющей в понг, исследователи стимулировали органоид предсказуемым образом — одинаковое напряжение в течение одинакового периода времени на всех электродах — когда мяч соприкасался с ракеткой.

Они также стимулировали его непредсказуемым образом, запуская случайные электроды, если он пропускал мяч мимо своей ракетки.

В ходе исследования органоиды мозга, получившие такую ​​стимуляцию, продемонстрировали «значительное увеличение» среднего времени, в течение которого они могли пропустить мяч. Органоиды, не получившие такой стимуляции, не показали увеличения.

«Мы показали, что можем взаимодействовать с живыми биологическими нейронами таким образом, что вынуждают их изменять свою активность, что приводит к чему-то, напоминающему интеллект», — сказал ведущий автор Бретт Каган, который также является директором по информационной безопасности биотехнологического стартапа Cortical Labs.

В июле 2023 года Университет Монаша и Cortical Labs объявили, что они выделили почти 400 000 долларов США (600 000 австралийских долларов) на дальнейшее исследование своих DishBrains в рамках австралийской программы национальных грантов на исследования в области разведки и безопасности.

Целью исследования будет поиск решения проблемы, которая затрагивает алгоритмы ИИ, но не человеческий мозг: катастрофическое забывание.

«Мозг по-прежнему не имеет себе равных среди современных компьютеров».

Хотя люди могут выучить одно, а затем сохранить эти знания, изучая что-то другое, этого нельзя сказать о ИИ — они часто «забывают» ранее изученную информацию, когда обучают чему-то новому.