Сверхразум? Как чип с клетками человеческого мозга может изменить мир

Ученые из австралийского Университета Монаша создали DishBrain – полубиологический компьютерный чип с клетками мозга человека и мыши, который за пять минут самостоятельно научился играть в компьютерную игру. О разработке рассказывает научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: youtube.com/The Neutronium Alchemist

Если технический прогресс и дальше пойдет по тому же пути, по которому он движется сейчас, то рано или поздно мы получим не просто мыслящие как люди машины, но при этом созданные из живых тканей. По крайней мере, именно в этом направлении ведут свои исследования Бретт Каган, Энди Китчен, Ни Тран, Бен Ролло и другие ученые из Мельбурна, построившие чип с мозговыми клетками.

В упрощенном виде их разработку можно описать так. Сначала команда сконструировала тончайшую сетку из микроэлектродов, которые способны считывать активность нейронов. Сетку поместили в чашку Петри, заполненную питательным раствором. А затем на электродах вырастили примерно 800 000 живых клеток мозга человека и мышей. Клетки объединились в общую структуру, и в результате получилось то, что авторы назвали "Тарелкой Мозгов", или "Мозговой Чашкой" (DishBrain).

Посылая по электродам ток, можно передавать клеткам информацию, а считывая ответные сигналы – понимать их реакцию. Для того чтобы проверить работоспособность клеточного чипа, ученые подключили его к очень простой электронной игре Pong, в которой пользователь должен отбивать "мяч", передвигая виртуальную "ракетку". И массив клеток сумел научиться играть в нее всего за пять минут.

Попытаемся разобраться, как же это получилось. Дело в том, что нейроны воспринимают знакомые, привычные сигналы, как положительное поощрение. Происходит это потому, что клетки стремятся свести к минимуму непредсказуемость окружающей среды (кстати, этой интересной особенностью можно объяснить нашу любовь к ремиксам и кавер-версиям известных музыкальных композиций: с одной стороны, слушая такой трек, мы получаем новую информацию, но с другой – в ней всегда заложена уже известная нам мелодия).

Фото: depositphotos/Jirsak

В случае с биологическим чипом исследователи поступали так: если "мяч" успешно отбивался "ракеткой", то в чип посылали одну и ту же короткую последовательность импульсов, служившую вознаграждением. Если же удар был неудачным и "мяч" пролетал мимо, то на электроды подавали "четыре секунды хаоса" – последовательность импульсов, непредсказуемых по длительности, времени и силе. Клеточный чип быстро понял, что нужно делать, и стал перемещать "ракетку" так, чтобы избегать падений "мяча", получая приятный стимул.

Такие программируемые чипы, объединяющие биологические вычисления с искусственным интеллектом, "в будущем могут в конечном итоге превзойти производительность существующего оборудования на основе кремния", говорит руководитель проекта, профессор Адил Рази.

Главное отличие таких систем будет заключаться в возможности постоянного обучения. Современные нейросети и системы искусственного интеллекта работают в двух несочетающихся режимах: сначала они обучаются, а затем продуцируют данные, исходя из полученных знаний. Нейронные системы способны совмещать эти режимы, и при этом получение новой информации не приводит к удалению старой. "Биологическая электроника" будет во много раз более мощной, гибкой и обучаемой, чем любые существующие сегодня "твердые" компьютеры.

Конечно, остаются открытыми этические вопросы использования живой ткани (и особенно клеток человеческого мозга) в подобных системах. Но исследователи пока не спешат ими задаваться, предпочитая заниматься решением технических проблем. Такой подход в целом можно понять.

Хотя...