Скопление человеческих нейронов, подключенных к кремниевому чипу, учится проходить Doom.

Австралийская биотехнологическая компания Cortical Labs продемонстрировала свой «биологический компьютер» CL1, который управляет классическим шутером 1993 года с помощью примерно 200 000 живых человеческих нейронов, выращенных на матрице микроэлектродов. Программное обеспечение преобразует происходящее в игре в электрические сигналы, на которые могут реагировать клетки.

Нейроны помещены на чип и поддерживаются в жизнеспособном состоянии в питательной среде, а электроды одновременно стимулируют их и регистрируют их реакцию. Игровой процесс преобразуется в паттерны электрической активности. Когда что-то появляется в левой части экрана, электроды стимулируют соответствующую область нейронной культуры. Клетки в ответ генерируют собственные электрические импульсы, которые система интерпретирует как движения, повороты или стрельбу из оружия.

Идея в том, что клетки постепенно адаптируют свою активность в ответ на обратную связь — это своего рода обучение с подкреплением. В Cortical Labs утверждают, что нейроны со временем научатся обнаруживать врагов, перемещаться по местности и уничтожать демонов, хотя «время от времени умирать» по-прежнему будет неотъемлемой частью игрового процесса.

Эта демонстрация основана на более ранних разработках той же группы ученых, которые в 2022 году попали в заголовки СМИ, научив кластер выращенных в лаборатории нейронов, известный как DishBrain, играть в пинг-понг, определяя положение мяча и соответствующим образом двигая ракетку.
Это достижение было представлено как доказательство того, что культивированные нейроны могут демонстрировать то, что исследователи назвали целенаправленным обучением, при подключении к смоделированной среде. Электроды подавали структурированные сигналы обратной связи всякий раз, когда клетки «пропускали» мяч, побуждая нейронную сеть перестраивать свою активность и повышать эффективность.

Cледующим шагом стал Doom. Это оказалось немного сложнее. Понг — это, по сути, движущаяся линия и прыгающий квадрат, в то время как в Doom вас ждет трехмерное окружение, исследование и множество врагов, которые пытаются вас убить. По словам представителей Cortical Labs, чтобы заставить нейроны справляться с таким уровнем хаоса, потребовалось создать более сложный интерфейс между цифровым игровым миром и биологическим языком нейронов — электричеством.

«Понг был намного проще. Там была прямая зависимость. Мяч поднимался, ракетка поднималась. Это была прямая зависимость между вводом и выводом. Doom был намного сложнее», — объяснил Алон Лёффлер, ученый из Cortical Labs, в видео на YouTube.

Никто не утверждает, что у клеток появился вкус к скоростному прохождению игр или истреблению демонов. По словам представителей Cortical, их работа напоминает работу новичка, который никогда раньше не видел клавиатуру, мышь и вообще компьютер — чего, справедливости ради, нельзя сказать о нейронах.