盘子里的大脑刚刚学会了如何解决具有挑战性的工程问题

研究人员获得了一种类器官,它不仅可以完成任务,还可以改进任务。

来源:ZME科学

虽然科技界正陷入一场扩展硅人工智能的疯狂竞赛,但加州大学圣克鲁斯分校的一个团队却押注于一个“更柔软”的未来。

在《Cell Reports》上发表的一项具有里程碑意义的研究中,科学家们证明,小鼠皮质类器官(微型、实验室培养的脑组织簇)可以学习执行目标导向的任务:平衡虚拟杆。从本质上讲,这些细胞解决了困扰一代又一代工程专业学生的问题。

工作细胞

大脑的语言是电。我们所处理的一切都会以电力的形式传输给我们。但如果你把细胞扔到芯片上并希望得到最好的结果,那不会让你走得太远。

首先,研究人员使用微电极绘制了类器官独特的神经结构,以识别特定的输入和输出神经元。在任务过程中,所需的活动被转换成刺激输入神经元的电脉冲。类器官处理该信号并进行反击。然后,这些尖峰被解码为“运动命令”,移动并尝试解决任务。

当前的问题是一个经典的工程问题,称为推杆(或倒立摆)。想象一下尝试在手掌上垂直平衡一把尺子。你必须不断地向左或向右移动你的手,以防止它掉落。

为了提高他们的表现,团队使用了人工智能“教练”。每当杆倾斜太多时,算法就会向组织发送高频训练脉冲。这触发了突触可塑性,本质上是“重新布线”生物网络以提高效率。

“你可以把它想象成一个人工教练,他说,‘你做错了,用这种方式稍微调整一下,’”博士说。学生阿什·罗宾斯(Ash Robbins),该研究的作者之一。 “我们正在学习如何最好地向它发出这些指导信号。”

结果令人震惊。当进行量身定制的训练时,类器官的平衡时间增加了两倍,通常可以使杆子保持直立超过一分钟。

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