Τρίτη 21 Φεβρουαρίου 2023

Ανθρώπινα εγκεφαλικά κύτταρα μαθαίνουν να παίζουν “Pong” σε ζωντανό χρόνο

Copyright AFP PHOTO / CORTICAL LABS
Copyright AFP PHOTO / CORTICAL LABS
Ιστορία:
Επιστήμονες ανακοίνωσαν στις 12 Οκτωβρίου 2022 στο περιοδικό «Neuron» ότι νευρώνες ανθρώπου και ποντικού έμαθαν πώς να παίζουν το γνωστό ηλεκτρονικό παιχνίδι “Pong” (του 1970). Τα πειράματα δείχνουν πως ακόμη και τα μεγαλωμένα εγκεφαλικά κύτταρα σε δίσκο Πέτρι μπορούν να επιδείξουν στοιχεία εγγενούς νοημοσύνης, τροποποιώντας την συμπεριφορά τους με την πάροδο του χρόνου. 
«Από τα σκουλήκια στις μύγες και στους ανθρώπους, οι νευρώνες αποτελούν το σημείο εκκίνησης για κάθε μορφή νοημοσύνης», αναφέρει ο αρθρογράφος Brett Kagan (@ANeuroExplorer), επικεφαλής και επιστημονικός υπεύθυνος στην Cortical Labs που εδρεύει στην Μελβούρνη της Αυστραλίας. «Επομένως το ερώτημα ήταν το εξής: μπορούμε να αλληλεπιδράσουμε με τους νευρώνες με τέτοιο τρόπο, ώστε να ελέγξουμε αυτή την εγγενή νοημοσύνη;».
Αρχικά οι ερευνητές συνέδεσαν τους νευρώνες με έναν υπολογιστή με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε οι νευρώνες να λαμβάνουν πληροφορίες όποτε η μπάλα έβρισκε την ρακέτα. Παρακολούθησαν την δραστηριότητα και τις αποκρίσεις των νευρώνων σε αυτές τις πληροφορίες χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς ανιχνευτές που κατέγραφαν τις αντιδράσεις τους σε ένα γράφημα.
Αυτές οι αντιδράσεις γίνονταν ισχυρότερες, όποτε κάποιος νευρώνας μετακινούσε την ρακέτα βρίσκοντας την μπάλα. Όταν οι νευρώνες αστοχούσαν, ο τρόπος παιχνιδιού τους επικρινόταν από ένα λογισμικό ειδικά φτιαγμένο από την Cortical Labs. Αυτό έδειξε ότι οι νευρώνες μπορούσαν να προσαρμόσουν την δραστηριότητά τους σε ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον και σε πραγματικό χρόνο, παραμένοντας προσηλωμένοι στον αρχικό τους στόχο. 
«Επιλέξαμε το Pong λόγω της απλότητας και της οικειότητάς του, αλλά και γιατί ήταν ένα από τα πρώτα παιχνίδια που χρησιμοποιήθηκαν στην μηχανική μάθηση, οπότε θέλαμε αυτό να το αναγνωρίσουμε», αναφέρει ο Kagan, ο οποίος συνεργάστηκε με ερευνητές από 10 άλλα ιδρύματα πάνω στην έρευνα αυτή.
«Εφαρμόστηκε ένα τυχαίο ερέθισμα στα κύτταρα έτσι που το σύστημα ως όλον θα αναδιοργάνωνε την δραστηριότητά του για να παίξει καλύτερα το παιχνίδι και να μειώσει την ύπαρξη τυχαίων αποκρίσεων», λέει. «Μπορείτε επίσης να σκεφτείτε πως απλώς και μόνο παίζοντας το παιχνίδι, χτυπώντας την μπάλα και λαμβάνοντας κάποια προβλέψιμη διέγερση, αυτό από μόνο του δημιουργεί πιο προβλέψιμα περιβάλλοντα».
Η θεωρία πίσω από αυτό που μάθαμε έχει τις ρίζες της στην αρχή της ελεύθερης ενέργειας. Με απλά λόγια, ο εγκέφαλος προσαρμόζεται στο περιβάλλον του αλλάζοντας είτε την οπτική του, είτε τις πράξεις του, ώστε να ταιριάζει καλύτερα στον κόσμο γύρω του.
Το Pong δεν ήταν το μοναδικό παιχνίδι που δοκίμασε η ερευνητική ομάδα. «Ξέρετε όταν το πρόγραμμα περιήγησης Google Chrome κολλάει και εμφανίζεται αυτός ο δεινόσαυρος που μπορείτε να τον κάνετε να πηδήξει πάνω από εμπόδια (Project Bolan). Το δοκιμάσαμε και με αυτό και παρατηρήσαμε μερικά ωραία αποτελέσματα, όμως έχουμε ακόμη πολύ δουλειά να κάνουμε δημιουργώντας νέα περιβάλλοντα για ειδικούς σκοπούς,” λέει ο Kagan.
Η παραπάνω έρευνα θα μπορέσει στο μέλλον να βοηθήσει στον τομέα της χαρτογράφησης ασθενειών, στην ανακάλυψη νέων φαρμάκων και στην καλύτερη κατανόηση του πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος και πως προκύπτει η νοημοσύνη.
«Ανοίγει ένας νέος ορίζοντας για την κατανόηση της νοημοσύνης», μας λέει ο Kagan. «Αγγίζει τις θεμελιώδεις πτυχές όχι μόνο του τι σημαίνει να είσαι άνθρωπος, αλλά και του τι σημαίνει να είσαι ζωντανός και νοήμον, να επεξεργάζεσαι πληροφορίες και να αισθάνεσαι σε έναν συνεχώς μεταβαλλόμενο κόσμο».


Πηγή: Science Daily