فهرست مطالب
محققان پیشنهاد میکنند که نتایج این تحقیق هوش در سیلیکو را نشان می دهد
26 مهرماه 1401
یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله Neuron نشان می دهد که شبکه های سلول های مغزی که در ظرف کشت میکروب رشد کرده اند، می توانند بازی Pong را یاد بگیرند.
که برای اولین بار چیزی را که محققان “هوش بیولوژیکی مصنوعی” می نامند، نشان می دهد. این مطالعه توسط برت کاگان، یک استارت آپ محاسبات زیستی مستقر در ملبورن استرالیا که سول های مغز زنده را با تراشه های کامپیوتری ادغام می کند، رهبری شد.
-
آموزشpong به سلولهای مغزی
کاگان و همکارانش نورون های قشری مغز جدا شده از مغز جنینی موش ها یا سلول های بنیادی انسانی را که دوباره به نورون ها تبدیل می شوند را بر روی تراشه های دستگاه آنتن میکروالکترودی با چگالی بالا کشت دادند. این تراشه ها به طور همزمان قادر به ثبت و تحریک فعالیت الکتریکی سلول ها هستند. بر روی تراشه، سلول ها بالغ و به یکدیگر متصل می شوند تا شبکه های عصبی را تشکیل دهند و سپس فعالیت الکتریکی خود به خودی از خود نشان می دهند.
محققان ,سیستم موسوم به “Dish Brain” خود را با اتصال تراشه به رایانه ای که بازی راکت و توپ را اجرا می کند، توسعه دادند. این تراشه به سلول ها بازخوردی در مورد نحوه اجرا بازی ارائه می دهد. به طور مثال، زمانیکه راکت پینگ پنگ با توپ تماس پیدا می کرد، یک محرک الکتریکی قابل پیش بینی دریافت می کردند و در صورت عدم تماس، یک محرک غیر قابل پیش بینی دریافت میشد.
سلول ها شروع به یادگیری کردند و عملکرد خود را در عرض پنج دقیقه پس از انجام بازی بهبود بخشیدند. با هر رهگیری موفقیت آمیز توپ، اندازه “ولتاژگذرای کوتاه مدت” همزمان با فعالیت الکتریکی در سراسر شبکه افزایش می یابد. هرچه بازخورد بیشتری دریافت کنند، عملکردشان نیز بهبود می یابد. همچنین تحت شرایطی که هیچ بازخوردی دریافت نکردند، شبکه ها به طور کامل نتوانستند نحوه بازی کردن را یاد بگیرند.
-
قابل پیشبینی بودن Pong
این مطالعه نشان می‌دهد که یک لایه از نورون‌ها می‌توانند فعالیت خود را در جهت یک هدف خاص سازماندهی و هماهنگ کنند و می‌توانند رفتار را در زمان واقعی یاد بگیرند و تطبیق دهند. جالب توجه است که شبکه‌های نورون‌های انسانی از سلولهای موش بهتر عمل میکنند که با کارهای قبلی که نشان می‌داد نورون‌های انسانی ظرفیت پردازش اطلاعات بیشتری نسبت به جوندگان دارند، مطابقت دارد. محققان این “یادگیری” را بر اساس اصل انرژی آزاد توصیف می کنند که بر اساس آن، مغز به دنبال به حداقل رساندن آنتروپی یا غیرقابل پیش بینی بودن در محیط خود است.
توانایی شبکه های عصبی برای پاسخگویی و انطباق با محرک های محیطی اساس یادگیری در انسان و سایر حیوانات است. تحریک حسی ارسال شده به سلول ها بسیار خام تر از آن چیزی بود که حتی یک ارگانیسم ساده دریافت می کرد. با این وجود، محققان می گویند، این اولین مطالعه ای است که این رفتار را در سلول های عصبی کشت شده نشان می دهد و آنها پیشنهاد می کنند که نتایج آنها هوش در سیلیکون را نشان می دهد.
-
مغز در جعبه
مطالعات آینده می‌توانند اطلاعات بیشتری در مورد اینکه چرا نورون‌های انسانی قدرت محاسباتی بیشتری نسبت به سلولهای موش دارند و همچنین مدل شبیه‌سازی شده‌ای از یادگیری بیولوژیکی را نشان دهند. سیستم Dish Brain همچنین میتواند در غربالگری دارو، برای بررسی پاسخ‌های سلولی به ترکیبات جدید و بهبود الگوریتم‌های یادگیری ماشینی استفاده شود.
