Nervų ląstelės lėkštelėje gali išmokti žaisti tenisą

Nervų ląstelės lėkštelėje gali išmokti žaisti tenisą

"Kažkas NAUJO yra neurologijos meniu. Jis vadinasi "Smegenys lėkštelėje". Tai ne neseniai atrastas regioninis delikatesas, o greičiau nervų ląstelių tinklas, išaugintas kompiuterio lustu, galintis sąveikauti su išoriniu pasauliu. Kad principo įrodymas būtų, Brettas Kaganas, nedidelės įmonės „Cortical Labs“ vadovas Melburne, Australijoje, ir jo bendradarbiai išmokė ląsteles žaisti tenisą – ankstyvą vaizdo žaidimą, primenantį elektroninę stalo formą.

 

    Smegenys lėkštelėje yra mažesni, nei žmogaus mažojo piršto nagas ir juose yra mažiau nervinių ląstelių, nei bitėje. Šios ląstelės yra išaugintos iš pluripotentinių kamieninių ląstelių, kurios savo ruožtu yra gautos iš įprastų kūno ląstelių ir gali diferencijuotis į daugiau ar mažiau bet kokį audinį. Dr Kaganas eksperimentavo su pelių ir žmonių ląstelėmis.

 

    Vis dėlto tinklo plėtra mikroschemoje buvo tik dalis istorijos. Priversti jį suvokti ir sąveikauti su pasauliu, kaip jis aprašo straipsnyje Neuron, buvo visai kas kita. Lustas turėjo iš anksto nustatytas „jutimo“ (įvesties) ir „judėjimo“ (išvesties) sritis. Jutiminėje srityje aštuoni elektrodai ląstelėms davė mažyčius impulsus, kurie perduodavo raketės padėtis (raketė buvo tik viena; tinklas žaidė prieš „sieną“) ir rutulio padėtį vienas kito atžvilgiu. Neuronų šūviai motorinėje srityje lėmė raketės judėjimą.

 

    Atsitiktinai pertraukdama stipresniu impulsu jutimo neuronus keturioms sekundėms kiekvieną kartą, kai tinklas nepataikė į kamuoliuką, lustą valdanti programinė įranga pašalindavo šabloną, dėl kurio buvo pralaimėta. Atvirkščiai, laimėti žaidimai, dėl kurių tų stipresnių impulsų nebuvo, buvo išsaugoti.

 

    Rezultatas buvo toks, kad nervinės ląstelės pirmiausia išmoko teniso taisykles, o paskui išmoko geriau jį žaisti. Abiejų rūšių ląstelėse vidutinis susibūrimo laikas pastebimai pailgėjo per 20 minučių – nors ir džiugina žmonijos meilę, žmogaus ląstelės šiek tiek, bet nuolat pralenkė pelių ląsteles.

 

    Natūralūs neuroniniai tinklai (žmonių smegenys) ir dirbtiniai (programinės įrangos modeliai, kaip žmonės kažkada manė, kad nervų ląstelių tinklai elgiasi) jau seniai galėjo žaisti pongą. Tačiau abu turi apribojimų. Techniškai sunku, o dažnai ir etiškai neįmanoma, išsamiai ištirti, kaip veikia smegenys (nors tai keičiasi, žr. gretimą istoriją). Neurologijos mokslai pažengę į priekį, dabar žinoma, kad dirbtiniai neuroniniai tinklai iš esmės skiriasi nuo jų biologinių atitikmenų. Todėl daktaras Kaganas tikisi, kad „Smegenų lėkštelėje“ pranašumai bus ne tik „tenisas“, nes mokslininkai geriau supras, kaip nervinės ląstelės mokosi, ir taip atvers naują kelią biologiškai įkvėptam informacijos apdorojimui." [1]

·  ·  ·1. "Brain games; Biological neural networks." The Economist, 15 Oct. 2022, p. 70(US).

·  ·  ·1. "Brain games; Biological neural networks." The Economist, 15 Oct. 2022, p. 70(US).