Neurony z laboratorium zagrały sobie… w ping-ponga


Zabawny eksperyment będzie miał poważne konsekwencje dla nauki
Zabawny eksperyment będzie miał zastosowanie m.in. w badaniach nad nowymi lekami

Naukowcy z Cortical Labs w Melbourne (Australia) wyhodowali grupę neuronów zdolnych do „myślenia”. Udało się je nawet nauczyć grać w popularną komputerową wersję ping-ponga.

Odkrycie jest kolejnym krokiem do zrozumienia ludzkiego mózgu, modelowania chorób neurologicznych i łatwiejszego testowania wpływu leków na mózg.

O co chodzi?

DishBrain to mieszanka 800 000 neuronów wyhodowanych z embrionalnych mózgów myszy oraz ludzkich komórek macierzystych. Komórki zostały umieszczone na tablicy mikroelektrod, dzięki której można monitorować aktywność neuronów, ale także „komunikować się” z nimi, przykładowo przesyłając im informacje podczas gry.

W ten sposób naukowcy z Cortical Labs nauczyli je grać w komputerową wersję ping-ponga – grę, w której gracze odbijają cyfrowymi paletkami piłeczkę.

Jeśli paletka trafia w piłkę, neurony otrzymują pewien rodzaj informacji zwrotnej. Z kolei w przypadku pudła, neurony otrzymują inny rodzaj stymulacji. Komórki reagują na sygnały elektryczne z elektrod umieszczonych w naczyniu. Aby nauczyć neurony uderzania w piłkę, zespół naukowców wykorzystał teorię mówiącą o tym, że neurony mają tendencję do powtarzania aktywności, która daje przewidywalne środowisko.

Naukowcy nie wiedzą jednak do końca, w jaki sposób neurony kontrolują paletki. Jedno jest pewne – grupa komórek była wyjątkowo sprawna w uczeniu się gry i nie można mówić o przypadku.

Gif pokazujący 4 obrazy mikroskopowych komórek nerwowych Dishbrain z różnokolorowymi znacznikami fluorescencyjnymi. Źródło: Cortical Labs
Gif pokazujący 4 obrazy mikroskopowych komórek nerwowych Dishbrain z różnokolorowymi znacznikami fluorescencyjnymi. Źródło: Cortical Labs

Konsekwencje odkrycia

Neurony szybko nauczyły się samoorganizacji, przewidując kolejne ruchy. Potencjał tego odkrycia jest ogromny – w przyszłości będzie możliwe zbudowanie matrycy do testowania działania leków. Naukowcy zaczęli już badać wpływ środków odurzających na działanie neuronów w laboratorium.

– Próbujemy uzyskać odpowiedź na wpływ etanolu na neurony – w praktyce upijamy je i obserwujemy, czy grają w grę gorzej, podobnie jak to się dzieje, gdy w grę grają ludzie pod wpływem alkoholu – mówi Brett Kagan, główny oficer naukowy w Cortical labs. Dodaje on, że eksperyment jest dowodem na to, że neurony w probówce mogą się uczyć i wykazywać podstawowe oznaki inteligencji.

Cortical Labs zamierza również wykorzystać neurony do opracowania “biologicznych jednostek obliczeniowych” w informatyce.

Czytaj także: Nowe roboty w ochronie zdrowia. Co potrafią?