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培养皿中的脑细胞也能学习玩游戏

发布者:点击量:发布时间:2022-10-14

作者:冯丽妃 来源:中国科学报 发布时间:2022/10/14 17:00:53
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培养皿中的脑细胞也能学习玩游戏

 

培养皿中的人类和老鼠神经元学会了玩电子游戏Pong(乒乓)。这些实验证明,即使是培养皿中的脑细胞也能表现出固有的智力,并随着时间的推移而改变它们的行为。相关研究10月12日发表于《神经元》。

“从蠕虫到苍蝇再到人类,神经元都是广义智能的起点。”澳大利亚墨尔本皮质实验室首席科学官、论文第一作者Brett Kagan说,“所以,问题是,我们能否与神经元互动,利用这种内在的智能?”

Pong是一种击球游戏,首先,研究人员将神经元连接到计算机上,让神经元收到关于它们在游戏中的球拍是否击中了球的反馈。他们利用电子探针在网格上记录“峰值”,监测神经元的活动和对这种反馈的反应。

神经元越是移动球拍并击打球,峰值就越强。当神经元失误时,它们会被皮质实验室创建的软件程序批评。研究人员发现,神经元能够以目标导向的方式,实时地适应变化的环境。

“我们之所以选择Pong是因为它的简单性和熟悉性,而且,它是最早用于机器学习的游戏之一。” Kagan说,他与来自其他10个机构的合作者一起参与了这个项目。

“当一种不可预测的刺激被应用到细胞上时,系统作为一个整体会重新组织它的活动,以更好地玩游戏,并尽量减少随机反应。”他说。这种学习背后的理论植根于自由能原理。简单地说,大脑通过改变自己的世界观或行为,以更好地适应周围的世界。

Pong并不是研究团队测试的唯一一款游戏。“我们已经看到了一些不错的初步结果,但我们仍然需要做更多的工作来为定制目的构建新的环境。”Kagan说。

这项工作未来可能在疾病建模、药物发现,以及扩展对大脑如何工作和智力如何产生的理解方面发挥重要作用。

“这是理解智能新前沿的开始。” Kagan说,“它不仅涉及到作为人类的意义,还涉及到活着和聪明的意义,以及在一个不断变化的动态世界中处理信息,以及有知觉的意义。”

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.09.001

 
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