Лабораторные клетки человеческого мозга на кремниевом чипе научились играть в Doom

Биотехнологическая компания Cortical Labs вырастила около 200 000 живых человеческих нейронов из стволовых клеток, полученных из донорской крови. Эти клетки были помещены на кремниевый чип, который преобразует цифровую среду в паттерны электрических сигналов, понятных нейронам.

Ранее исследователи научили эти клетки играть в Pong — простую компьютерную игру, где нужно перемещать ракетку вверх и вниз, чтобы отбивать мяч. Клетки освоили задачу. Теперь они перешли к Doom — хаотичному трёхмерному шутеру, где игрок должен исследовать окружение и уничтожать врагов.

«Первоначально нейроны были на уровне новичка, который никогда раньше не играл в видеоигры, — рассказал Алон Лёффлер, старший научный сотрудник Cortical Labs. — Они часто ходили сквозь стены, стреляли по стенам, разворачивались и делали странные вещи. Но со временем они начали регулярно и правильно наводиться на врагов».

Казнь одного демона требует нескольких попыток. Выстрелы летят в нескольких направлениях, прежде чем цель поражена. Но сам факт того, что клетки научились различать врагов и стены и выработали стратегию, — доказывает: нейроны способны адаптироваться к стимулам в реальном времени и выполнять целенаправленное обучение.

Технология работает так: когда на экране появляется враг, определённые электроды стимулируют нейроны на чипе, заставляя их реагировать. Различные паттерны нейронной активности производят конкретные ответы — выстрел из оружия, движение влево или вправо. Исследователи отслеживают электрическую активность нейронов через компьютерный экран, подключённый к чипу, где активность представлена тысячами крошечных точек. На основе этих данных команда корректирует входные сигналы, чтобы влиять на активность нейронов и обучать их.

Главный научный сотрудник Cortical Labs Бретт Каган заявил, что чип под названием CL1 может быть использован не только для компьютерных игр. Спектр применений включает скрининг лекарств, моделирование заболеваний, разработку персонализированной медицины и даже робототехнику. Каган описывает CL1 как «более устойчивую и более мощную форму интеллекта».

Человеческий мозг потребляет около 20 ватт энергии. Кремниевые чипы и искусственный интеллект пока не достигли такого уровня эффективности. «Нам нужны лучшие способы управления энергопотреблением и достижения более высоких уровней эффективности», — отметил Уильям Китинг, генеральный директор компании по исследованию полупроводников Ingenuity. По его словам, проект Cortical Labs — это не «чокнутая наука или группа мошенников. Это настоящая наука, и она делает настоящий прогресс».

У лабораторных нейронов есть ограничение: они живут около шести месяцев. Пока они не способны давать стабильные, программируемые результаты. Но исследователи утверждают, что это только начало.

Вопрос остаётся открытым. Если 200 000 нейронов, выращенных в лаборатории, могут научиться играть в Doom, то где проходит граница между биологическим вычислением и сознанием? И что произойдёт, когда таких нейронов будет не 200 000, а 20 миллиардов — количество, приближающееся к мозгу мыши? А когда количество достигнет 86 миллиардов — как у человека?