MindPong

Znanstveni ekipi je uspelo integrirati živčne celice v digitalni informacijski sistem, ki se je hitro naučil igrati uspešno partijo računalniške igre Pong. O svojem poskusu so poročali na portalu za prednatise bioRxiv.

Znanstvena skupnost se že dolgo ukvarja s problemom razumevanja oziroma raziskovanja z nevronskim procesiranjem in integracijo informacij, ki omogočata inteligentno vedênje. Računalniško modeliranje je zgolj eden od možnih pristopov k preučevanju možganov, ki zahteva stalno dopolnjevanje modela z novim znanjem, a v praksi še ne dosega ravni kompleksnosti, značilnih za živo tkivo. Zato je v raziskovanju zanimiva tudi manipulacija z biološkim vzorcem, sposobnim komunikacije, prilagajanja in drugih lastnosti, ki jih pripisujemo normalno delujočim možganom.

Znanstvena ekipa je zasnovala enostavne umetne možgane, sestavljene iz ene plasti nevronov. Preveriti so želeli, ali bi se takšna nevronska masa lahko naučila igrati Pong, namiznoteniško igro, pri kateri skuša igralec s premikanjem loparja preprečiti, da žogica pade z mize. Nevronsko maso so povezali z elektrodnim vmesnikom, ki je bil sposoben dvosmerne komunikacije; v nevronsko mrežo je posredoval podatke o položaju žoge, loparja in zidu igre, iz vmesnika pa je pridobil podatke o živčnem dogajanju med igranjem. Podobno strukturiranost informacij je morala izkusiti tudi nevronska mreža v petrijevki. Naučiti se je morala, kako zunanji dražljaji usmerjajo notranje delovanje sistema ter kako notranja stanja potem vplivajo na zunanje dogajanje, na primer odboj in drsenje loparja.

Programerska ekipa je razvila sistem zaprtih povratnih zank, ki spremljajo igro in posredujejo odgovor, ki je odvisen od izida. Če je prišlo do uspešnega odboja, so živčne celice stimulirali drugače kot v primeru padca žogice z mize, pri tem pa ugotovili, da je sistem zmagovalne vzorce obnašanja oblikoval že v nekaj minutah. Poudariti je treba, da so uporabili poenostavljen model živčevja z omejenim številom nevronov in poenostavljeno teorijo povratnih zank. Ta pravi, da biološki sistemi ob interakciji z okolico vedno težijo k zmanjšanju proste energije, torej zmanjšanju negotovosti glede določenega izida, kar ne drži povsem.

Z raziskavo so želeli znanstveniki in znanstvenice raziskati, kako se porodi fenomen inteligentnega, torej prilagodljivega obnašanja. Z variacijo različnih parametrov, kot denimo količine in oblike vhodne stimulacije, so preskusili različne teorije o znotrajmožganski komunikaciji in konsolidaciji informacij. Še vedno pa je pred nami dolga pot do razumevanja možganov kot celote. Do takrat se bomo pač morali pogovarjati drug z drugim.

Biokibernetske poglobitve namiznoteniške vojne s predsedstvom ŠOU v Ljubljani se nadeja Luka.

Videoposnetek partije Ponga: https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2021/a-mass-of-human-brain.mp4