科学新突破:培养皿中的脑细胞会玩电子游戏

墨尔本的科学家发表的一份研究报告中记录了这一世界首创研究的突破性进展。

A screenshot of the video game pong with a dotted line down the middle, a bar on each side of the screen, a small dot to one side of the middle line and both player's scores at the top.

Pong came out in the 1970s and was one of the first video games created. Source: SBS

墨尔本的科学家们成功地教会了培养皿中的人类大脑神经元如何玩1970年代的电子游戏Pong。

在一项世界首创的研究中,来自生物计算研究机构Cortical Labs的研究人员表明,生活在一个培养皿中的80万个脑细胞可以执行目标导向的任务。

本周四(10月13日)发表的这项研究结果正在引发国际关注。

Pong是1972年推出的一款投币式街机游戏,被认为是最古早、最基本的电子游戏之一。
Four separate images, three featuring screenshots of the video game Pong and the fourth showing two hands moving the levers to play the game.
Pong was hugely popular when it first came out. Source: SBS
为了玩这个基于乒乓球的二维游戏,玩家必须移动他们的“球拍”,以击中从屏幕一侧出现的一个点或“球”。

来自Cortical Labs和蒙纳士大学的研究人员共同完成了这一研究项目。

蒙纳士大学特纳大脑和心理健康研究所的副教授阿迪尔·拉齐(Adeel Razi)说,困难的部分是将神经元与电射线连接起来。

“你可以使用干细胞技术培养人类神经元,我想这确实是在培养皿中培养新神经元的一部分。我们实际上分别培养了人类神经元和小鼠神经元,”他说。

“但是困难的部分是将它们放到微电极射线(一种电子传感器射线)上,然后将整个装置与Pong游戏连接起来。”

他说,电脉冲可以“告诉”神经元,球可能在哪里出现。

“然后,几分钟后,神经元开始学习、组织、建立网络并开始玩游戏。”

拉齐说,神经元的运行速度和性能比纯粹的机器学习技术要高。

他说,这可以用来将生物学与机器技术相结合,提高机器人的智能。

“因此,我们正在创造出由活性材料组成的设备……我们实际上并没有确切地告诉它们该做什么,但我们尝试与它们协作,然后让它们想象该做什么。”

Cortical Labs联合创始人兼首席执行官张汉文(Hon Weng Chong)说,该项目始于2019年,当时他的团队想做一些不同于他所谓的“人工智能热潮”中正在研究的事情。

“当时有很多项目,包括深度学习、基于机器学习的项目以及严重依赖数据的项目,”他说。

“因此,我和我的联合创始人想,有没有其它的东西我们可以做?我认为这项研究也是在该领域当中,但避开了直接竞争。”
Hands on levers playing a computer game.
Scientists were able to get brain cells in a dish to move the elements on the screen to play Pong. Source: SBS
张汉文说,这个项目的灵感来自大自然——更具体地说,是苍蝇。

他说,苍蝇即使拥有相对较少的神经元,其运作的智能水平也比无人机要高。

“这个项目的灵感真的来自对自然界的观察……哪怕是一只苍蝇,它运用10万个神经元也能够做到在这个世界上飞行。这太不可思议了,”他说。

虽然该技术为创新打开了大门,但它也从道德角度引起了关注。

总部设在英国的纳菲尔德生物伦理学委员会(Nuffield Council on Bioethics)负责人丹妮尔·哈姆(Danielle Hamm)告诉英国广播公司(BBC),必须考虑围绕意识的问题。

“这些所谓的迷你大脑会发展到可以感受到快乐或痛苦的程度吗?如果它们有意识或有知觉,我们如何考虑它们的道德地位?” 她说。

“以及我们应该如何规范这项研究和未来技术的使用?这些都是我们还没有开始考虑的问题。”

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Published 14 October 2022 4:23pm
By Tom Canetti, Aleisha Orr
Source: SBS


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