培養(yǎng)皿中的腦細胞也能學(xué)習(xí)玩游戲
培養(yǎng)皿中的人類和老鼠神經(jīng)元學(xué)會了玩電子游戲Pong(乒乓)。這些實驗證明,即使是培養(yǎng)皿中的腦細胞也能表現(xiàn)出固有的智力,并隨著時間的推移而改變它們的行為。相關(guān)研究10月12日發(fā)表于《神經(jīng)元》。
“從蠕蟲到蒼蠅再到人類,神經(jīng)元都是廣義智能的起點?!卑拇罄麃喣珷柋酒べ|(zhì)實驗室首席科學(xué)官、論文第一作者Brett Kagan說,“所以,問題是,我們能否與神經(jīng)元互動,利用這種內(nèi)在的智能?”
Pong是一種擊球游戲,首先,研究人員將神經(jīng)元連接到計算機上,讓神經(jīng)元收到關(guān)于它們在游戲中的球拍是否擊中了球的反饋。他們利用電子探針在網(wǎng)格上記錄“峰值”,監(jiān)測神經(jīng)元的活動和對這種反饋的反應(yīng)。
神經(jīng)元越是移動球拍并擊打球,峰值就越強。當(dāng)神經(jīng)元失誤時,它們會被皮質(zhì)實驗室創(chuàng)建的軟件程序批評。研究人員發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元能夠以目標(biāo)導(dǎo)向的方式,實時地適應(yīng)變化的環(huán)境。
“我們之所以選擇Pong是因為它的簡單性和熟悉性,而且,它是最早用于機器學(xué)習(xí)的游戲之一?!?Kagan說,他與來自其他10個機構(gòu)的合作者一起參與了這個項目。
“當(dāng)一種不可預(yù)測的刺激被應(yīng)用到細胞上時,系統(tǒng)作為一個整體會重新組織它的活動,以更好地玩游戲,并盡量減少隨機反應(yīng)?!彼f。這種學(xué)習(xí)背后的理論植根于自由能原理。簡單地說,大腦通過改變自己的世界觀或行為,以更好地適應(yīng)周圍的世界。
Pong并不是研究團隊測試的唯一一款游戲。“我們已經(jīng)看到了一些不錯的初步結(jié)果,但我們?nèi)匀恍枰龈嗟墓ぷ鱽頌槎ㄖ颇康臉?gòu)建新的環(huán)境?!盞agan說。
這項工作未來可能在疾病建模、藥物發(fā)現(xiàn),以及擴展對大腦如何工作和智力如何產(chǎn)生的理解方面發(fā)揮重要作用。
“這是理解智能新前沿的開始?!?Kagan說,“它不僅涉及到作為人類的意義,還涉及到活著和聰明的意義,以及在一個不斷變化的動態(tài)世界中處理信息,以及有知覺的意義?!?/p>
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.09.001
來源:《神經(jīng)元》


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