Выращенная в лаборатории мозговая ткань мыши научилась балансировать шест – классическую задачу из ИИ-обучения

В небольшой лаборатории Калифорнийского университета в Санта-Крузе группа учёных провела необычный эксперимент – крошечные сгустки живой мозговой ткани мыши взяли на себя задачу, которую обычно решают компьютерные алгоритмы.

Речь идёт о так называемой задаче CartPole – классическом тесте из области робототехники и обучения с подкреплением, где шест, закреплённый на подвижной тележке, нужно удерживать вертикально с помощью точно рассчитанных корректирующих движений.

В центре эксперимента – кортикальные органоиды, крошечные сферы мозговой ткани, выращенные из стволовых клеток мыши. До сознательной деятельности им бесконечно далеко, однако они формируют функционирующие электрические связи и способны реагировать на внешние сигналы. Исследователи подключили органоиды к виртуальной среде, создав замкнутый цикл обратной связи: электрическая активность ткани напрямую управляла движениями цифровой тележки с шестом.

Ключевым условием эксперимента стал тип обратной связи, которую получали органоиды. Первая группа не получала никакой обратной связи, вторая – случайные электрические импульсы, а третья – адаптивные сигналы, менявшиеся в зависимости от предыдущих результатов. Когда серия попыток оказывалась хуже среднего показателя, специальный алгоритм посылал точечный высокочастотный импульс в отдельные нейроны, имитируя корректирующий "толчок".

В результате, органоиды, получавшие адаптивную обратную связь, справлялись с задачей в 46% тестовых циклов – более чем в десять раз лучше, чем группы без обратной связи и со случайными сигналами.

Впрочем, у полученных результатов есть принципиальное ограничение. После примерно 45 минут бездействия все приобретённые навыки исчезали, и органоиды возвращались к исходному поведению. Это говорит о том, что для закрепления подобных изменений может потребоваться более сложная структура ткани или постоянная активация нейронных цепей.

Соавтор исследования Дэвид Хосслер при этом расставил приоритеты:

Мы хотим чётко обозначить, что наша цель – развитие нейробиологии и лечение неврологических заболеваний, а не замена роботизированных контроллеров или других видов компьютеров лабораторно выращенной мозговой тканью.

Единственное насекомое Антарктиды научилось переваривать микропластик без значительных негативных последствий

Так что об искусственно выращенных мозгах для роботов говорить пока слишком рано.