Ученые научили клетки мозга играть в Doom. Как это было
. Их поместили на специальный чипАвстралийский стартап Cortical Labs научил нейроны играть в шутер Doom
Разработка Cortical Labs
Ученые из австралийского стартапа Cortical Labs вживили 200 тыс. человеческих нейронов в стеклянный чип и заставили этот мини-мозг играть в Doom образца 1993 года — культовый шутер, который умельцы запускают на калькуляторах и микроволновках, но точно не на живых клетках.
Так на стыке нейробиологии, искусственного интеллекта и гейминга рождается новая реальность, где живые нейроны управляют видеоиграми. Подробнее об этом рассказал обозреватель The Guardian Рич Пелли.
Мини-мозг играет в культовый шутер
Разработка Cortical Labs
Еще в 2022 году команда ученых Cortical Labs из Мельбурна научила культуру мозговых клеток в чашке Петри управлять классической аркадой Pong. А теперь они создали первый в мире биологический компьютер с разворачиваемым кодом на живой человеческой ткани. На этом компьютере они запустили легендарный шутер 1993 года Doom.
В одном эксперименте они по сути подключили мозг к компьютеру, в другом — компьютер к мозгу, превратив стеклянную пластину размером с монету в своеобразный игровой контроллер, построенный на живых нейронах.
«На самом деле это клетки моего мозга — по крайней мере, большинство из них. Но их не извлекают из самого мозга. Это очень крутая технология, разработанная японским ученым Синъя Яманака, который получил Нобелевскую премию в 2012 году», — отметил генеральный директор компании Хон Венг Чонг. Он объяснил: из 10 мл его крови выделили около сотни лейкоцитов и перепрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, а затем превратили в нейроны и поместили на чип.
«Поскольку они находятся на чипе, а электричество — это общий язык между нейронами и компьютерной системой, мы можем взаимодействовать с ними и заставлять их играть в Doom», — пояснил Хон Венг Чонг.
Как нейроны играют в Doom
Код, который связывает Doom и чашку Петри, написал 24-летний выпускник магистратуры по искусственному интеллекту из Университета Сассекса Шон Коул. Он удаленно разработал систему, которая делает «снимок» игрового состояния — здоровье персонажа, расположение врагов, обстановка уровня — пропускает эти данные через нейросеть, кодирует их в числовые сигналы и отправляет на электродный массив, контактирующий с нейронами.
Нейронная культура в ответ генерирует электрическую активность, которую система декодирует как команды: шаг влево, шаг вправо, движение вперед, стрелять или не стрелять. Так хаотичные электрические сигналы превращаются в осмысленные действия в игре.
«Если подумать о том, как устроено человеческое восприятие, то мы получаем информацию, которая поступает на сетчатку глаза, преобразуется в электрические сигналы, обрабатывается в мозге, а затем происходит вывод данных», — пояснил программист.
Как научить клетки играть в видеоигру
Разработка Cortical Labs
Когда ученые впервые запустили Doom на биологическом компьютере, нейроны не умели ни двигаться, ни целиться, ни стрелять. Постепенно культура начала осваивать простейшие действия: в одном из экспериментов нейроны смогли подстрелить двух врагов и после этого остановились, будто обдумывая, стоит ли стрелять дальше.
Исследователи осторожно отмечают, что это похоже на обучение: система изменяет связи между клетками и со временем выбирает более эффективные реакции.
При этом даже сами ученые пока до конца не понимают, по каким именно законам клетки учатся играть в Doom, однако предполагают, что здесь могут работать классические принципы из нейробиологии — от принципа свободной энергии до принципа Хебба, согласно которому связи между нейронами усиливаются при одновременной активации.
От игр к персонализированной терапии
Перспективы этой технологии вовсе не связаны с тем, чтобы заставлять живые клетки играть во все более сложные игры, такие как Minecraft или GTA. Исследователи рассматривают биологические компьютеры как инструмент для моделирования заболеваний и тестирования лекарств на нейронах, выращенных вне тела.
Такие системы позволят создавать персонализированную терапию эпилепсии и других неврологических расстройств на клетках конкретного пациента, отмечают авторы проекта.
Муха в «Матрице»
В начале марта стартап Eon Systems из Сан‑Франциско отсканировал мозг плодовой мушки и воссоздал его в цифровой среде, поселив в физически правдоподобную симуляцию тела. Цифровое насекомое ходит, ищет еду, ухаживает за собой и реагирует на стимулы — и все это в виртуальном мире.
Мозг взрослой плодовой мушки — это примерно 125–140 тыс. нейронов и десятки миллионов синаптических связей, то есть всего несколько «чашек Петри», если мысленно разложить его по тому же принципу, что и мини-мозг в эксперименте Cortical Labs. Виртуальная муха Eon имеет 87 сочленений и управляет телом через эмулированный мозг, подключенный к биомеханической модели NeuroMechFly и физическому движку MuJoCo, так что ее движения подчиняются гравитации, трению и другим законам физического мира.
