Un equipo de científicos ha logrado un conjunto de neuronas juegan un juego de Apestar.
Se trata de un sistema de red neuronal que responde al nombre de DishBrain que ha conseguido que 800.000 células cerebrales puedan jugar a este clásico título retro.
Es un experimento de inteligencia biológica sintética que muestra que las neuronas pueden ajustar su actividad para realizar una tarea específica y, cuando reciben retroalimentación, puede aprender a realizar mejor esa tarea.
“Hemos demostrado que podemos interactuar con neuronas biológicas vivas de tal manera que las obliga a modificar su actividad, lo que lleva a algo que se asemeja a la inteligencia”, revela el neurocientífico Brett Kagan de la startup de biotecnología Cortical Labs en Australia.
DishBrain es una mezcla de neuronas extraídas de ratones embrionarios y neuronas humanas cultivadas a partir de células madre. Estas células se cultivaron en matrices de microelectrodos que podrían activarse para estimular las neuronas, proporcionando así información sensorial, como se señala en Alerta científica.
trasladado a Apestarfunciona de la siguiente manera: los microelectrodos a ambos lados de la placa indican si la pelota está a la izquierda o a la derecha, mientras que la frecuencia de las señales transmite la distancia de la pelota.
Con solo esta configuración, DishBrain es capaz de mover la raqueta para encontrar la pelota y devolverle el golpe., pero en general algo sale mal. Para jugar bien el juego, las neuronas necesitan retroalimentación.
En este sentidoel equipo desarrolló un software para enviar reseñas a través de electrodos cada vez que DishBrain fallaba la pelota. Con esto, el sistema mejoró radicalmente.
Título: Brains in a dish play Pong
“Lo bello y pionero de este trabajo radica en dotar a las neuronas de sensaciones (feedback) y, lo que es más importante, la capacidad de actuar sobre su mundo”, dice. neurocientífico teórico Karl Friston del University College de Londres.
“Sorprendentemente, las culturas han aprendido cómo hacer que su mundo sea más predecible actuando en consecuencia. Esto es notable porque este tipo de autoorganización no se puede enseñar, simplemente porque, a diferencia de una mascota, estos mini-cerebros no tienen sentido de la recompensa y el castigo. ,” él añade.
Hace unos años, Friston desarrolló una teoría llamada principio de energía libre, que propone que todos los sistemas biológicos se comportan de manera que reducen la brecha entre lo que se espera y lo que se experimenta; en otras palabras, hacer el mundo más predecible.
Al ajustar sus acciones para hacer que el mundo sea más predecible, continúa Friston, DishBrain simplemente está haciendo lo que la biología hace mejor.
“Elegimos Pong por su sencillez y familiaridadpero también porque fue uno de los primeros juegos que se utilizó en el aprendizaje automático, por lo que queríamos reconocer eso”, Explique Kagan.
“Se aplicó un estímulo impredecible a las células, y el sistema en su conjunto reorganizaría su actividad para jugar mejor y minimizar la respuesta aleatoria. También se puede pensar que simplemente jugar, golpear la pelota y recibir estimulación predecible es inherentemente crear entornos más predecibles”, añade.
Las posibilidades que abre este experimento son fascinantes.
Como ejemplo, un botón: el cerebro humano contiene alrededor de 80.000 a 100.000 millones de neuronas, números muy superiores a cualquier computadora. Un experimento requirió 82,944 procesadores, un petabyte de memoria y 40 minutos para replicar un solo segundo de actividad en el 1% del cerebro humano.
Si la arquitectura es más parecida a la de un cerebro real, tal vez incluso un sistema biológico sintético como el desarrollado por Kagan y sus colegas pueda acercar este objetivo.
Y por supuesto, DishBrain podría hacer mucho más que jugar Apestar.
Podría ayudar a los químicos a comprender los efectos de varios medicamentos en el cerebro, a nivel celular, o incluso ayudar a adaptar los medicamentos a la biología específica de un paciente, utilizando neuronas cultivadas a partir de células madre obtenidas mediante ingeniería inversa de la piel. de ese paciente.
“El potencial de traducción de este trabajo es realmente emocionante: significa que no tenemos que preocuparnos por crear ‘gemelos digitales’ para probar intervenciones terapéuticas”, dice Friston.
“Ahora tenemos, en principio, la ‘caja de arena’ biomimética definitiva en la que probar los efectos de las drogas y las variantes genéticas: una caja de arena compuesta exactamente por los mismos elementos informáticos (neuronales) que se encuentran en su cerebro y en el mío”, dice. .
Por ahora, el siguiente paso es descubrir cómo las drogas y el alcohol afectar la capacidad de DishBrain para jugar Apestar.
“Estamos tratando de crear una curva dosis-respuesta con etanol, básicamente ’emborracharlos’ y ver si juegan peor, como cuando la gente bebe”, agrega Kagan.
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