Le Cellule Cerebrali Umane Imparano a Giocare a Doom nell'Esperimento di Cortical Labs

La sfida "Può eseguire Doom?" ha appena attraversato la sua prossima frontiera.

La startup Cortical Labs con sede a Melbourne, Australia, ha addestrato con successo gruppi di cellule cerebrali umane viventi a navigare nel videogioco classico del 1993.

In un video pubblicato su YouTube la scorsa settimana, i ricercatori hanno collegato neuroni umani viventi a un software che converte il gameplay in segnali elettrici e traduce l'attività neurale in controlli di gioco, consentendo alle cellule di muoversi, reagire ai nemici e sparare armi.

"Nel 2021, abbiamo fatto funzionare Pong sui neuroni. È stato un po' come un primo test per vedere se possiamo avere un qualche tipo di gioco interessante che parla alle persone. Ma poi la risposta numero uno che abbiamo ricevuto è: può eseguire Doom?" ha detto Alon Loeffler, scienziato applicativo presso Cortical Labs, a Decrypt.

All'interno del dispositivo CL1 dell'azienda ci sono circa 200.000 neuroni umani viventi coltivati su un array multi-elettrodo, che consente ai ricercatori di stimolare le cellule elettricamente e interpretare le loro risposte in tempo reale.

Può eseguire Doom?

Per decenni, Doom ha servito come benchmark non ufficiale per gli ingegneri che testano nuovi sistemi.

Da quando lo sviluppatore di videogiochi id Software con sede in Texas ha rilasciato pubblicamente il codice sorgente del gioco nel 1997, gli sviluppatori lo hanno portato su una vasta gamma di piattaforme inaspettate.

Lo sparatutto è apparso su piattaforme inaspettate, inclusi batteri intestinali e test di gravidanza, su reti blockchain, in PDF, tosaerba robotici e sfide CAPTCHA che richiedono ai giocatori di sconfiggere demoni per dimostrare di essere umani.

Loeffler ha detto che il team inizialmente si è basato su codice informatico di basso livello improvvisato per rendere i sistemi funzionali, ma alla fine ha deciso di costruire una piattaforma progettata da zero per consentire ai ricercatori di interagire con i neuroni attraverso controlli di alto livello utilizzando semplici comandi Python.

Una volta che Cortical Labs ha costruito la piattaforma, lo sviluppo è accelerato.

"Al collaboratore, Sean, che ha scritto il codice di Doom per noi, ci sono voluti pochi giorni invece di 18 mesi," ha detto Loeffler.

Insegnare ai neuroni a giocare

I neuroni apprendono attraverso segnali di feedback, ricevendo piccoli premi quando mirano correttamente a un nemico e premi più grandi quando sparano con successo ed eliminano un bersaglio, rafforzando i comportamenti associati a quei segnali nel tempo.

I ricercatori di Cortical Labs hanno quindi utilizzato l'intelligenza artificiale per perfezionare il modo in cui le informazioni di gioco venivano codificate in segnali elettrici inviati ai neuroni.

"Le cellule stanno effettivamente imparando l'input," ha detto Loeffler. "Ma poi l'IA sta cercando di migliorare quell'input per cercare di far fare alle cellule quello che vogliamo che facciano."

Mentre le cellule hanno mostrato un miglioramento costante mentre giocavano a Doom, Loeffler ha sottolineato che i neuroni reagivano agli input piuttosto che comprendere veramente il gioco.

"Il sistema non sa effettivamente che sta giocando a Doom," ha detto. "Sta ricevendo segnali elettrici e poi emettendo risposte."

Loeffler ha detto che lavorare con neuroni viventi richiede un approccio diverso rispetto alla programmazione tradizionale.

"È un cambiamento completamente diverso nella mentalità," ha detto Loeffler. "Non puoi semplicemente avere questo normale tipo di sistema informatico che stai programmando. Deve essere fatto con un atteggiamento completamente nuovo e un modo completamente nuovo di guardare le cose."

Il gaming, ha detto, funge da dimostrazione pubblica mentre i ricercatori esplorano usi pratici.

Nonostante utilizzi neuroni derivati dall'uomo, Loeffler ha detto che il sistema non assomiglia alla cognizione umana.

"Solo perché sono cellule umane non significa che ci sia un essere umano in quel piatto," ha detto. "Non ci sono recettori del dolore. Non ci sono strutture che potrebbero consentire funzionalità di ordine superiore."

Nonostante ciò, i ricercatori, ha detto, vedono evidenza di adattabilità neurale al di fuori del cervello.

"Vediamo ancora adattabilità all'ambiente. Vediamo ancora apprendimento," ha detto Loeffler. "Il che ti mostra il tipo di abilità intrinseche dei neuroni di adattarsi."