Live Science è supportato dal suo pubblico.Quando acquisti tramite i link sul nostro sito, potremmo guadagnare una commissione di affiliazione.Ecco perché puoi fidarti di noi.I ricercatori hanno insegnato a una rete di neuroni sintetici a riprodurre una versione del gioco arcade retrò "Pong" integrando le cellule cerebrali in una matrice di elettrodi controllata da un programma per computer.Un minicervello sintetico fatto di neuroni umani e di topo ha imparato con successo a giocare al videogioco "Pong" dopo che i ricercatori lo hanno collegato a un array di elettrodi controllato da computer.È la prima volta che le cellule cerebrali isolate da un organismo completano un compito come questo, suggerendo che tale capacità di apprendimento non si limita a cervelli completamente intatti rinchiusi all'interno dei crani degli animali.Nel nuovo studio, i ricercatori hanno sviluppato una rete di neuroni sintetici sopra file di elettrodi alloggiati all'interno di un minuscolo contenitore, che hanno chiamato DishBrain.Un programma per computer inviava segnali elettrici che attivavano specifiche regioni di neuroni.Questi segnali dicevano ai neuroni di "giocare" al videogioco retrò "Pong", che prevede di colpire un punto in movimento, o "palla", con una piccola linea, o "paletta", in 2D.Il programma per computer del ricercatore ha quindi incanalato i dati sulle prestazioni ai neuroni tramite segnali elettrici, che informavano le cellule se avevano colpito o mancato la palla.I ricercatori hanno scoperto che, in soli cinque minuti, i neuroni avevano già iniziato ad alterare il modo in cui muovevano la paletta per aumentare la frequenza con cui colpivano la palla.Questa è la prima volta che a una rete neurale biologica artificiale viene insegnato a completare in modo indipendente un compito orientato all'obiettivo, hanno scritto i ricercatori in un nuovo articolo pubblicato il 12 ottobre sulla rivista Neuron (si apre in una nuova scheda).Correlati: in che modo il cervello immagazzina i ricordi?Il nuovo studio è il primo a "cercare, creare, testare e sfruttare esplicitamente l'intelligenza biologica sintetica", ha detto a WordsSideKick.com l'autore principale dello studio Brett Kagan, direttore scientifico di Cortical Labs, una società privata di Melbourne, in Australia.I ricercatori sperano che il loro lavoro possa essere il trampolino di lancio per un'area di ricerca completamente nuova.L'hardware DishBrain, sviluppato da Cortical Labs, è costituito da un piccolo contenitore circolare, largo circa 5 centimetri, rivestito da un array contenente 1.024 elettrodi attivi in ​​grado di inviare e ricevere segnali elettrici.I ricercatori hanno introdotto un mix di neuroni umani e di topo sopra questi elettrodi.I neuroni sono stati persuasi dai ricercatori a creare nuove connessioni e percorsi fino a quando non si sono trasformati in una complessa rete di cellule cerebrali che ha coperto completamente gli elettrodi.Le cellule di topo sono state coltivate in coltura da minuscoli neuroni estratti da embrioni in via di sviluppo.I neuroni umani sono stati creati utilizzando cellule staminali pluripotenti - cellule vuote in grado di trasformarsi in qualsiasi altro tipo di cellula - derivate da cellule del sangue e della pelle donate da volontari.In totale, la rete neurale conteneva circa 800.000 neuroni, ha detto Kagan.Per contesto, questo è all'incirca lo stesso numero di neuroni che ci sono nel cervello di un'ape, ha aggiunto.Sebbene la rete neurale sintetica fosse di dimensioni simili ai cervelli di piccoli invertebrati, la sua semplice struttura 2D è molto più semplice dei cervelli viventi e quindi ha una potenza di calcolo leggermente ridotta rispetto ai cervelli viventi, ha detto Kagan.Durante gli esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato un nuovo programma per computer, noto come DishServer, combinato con gli elettrodi all'interno di DishBrain per creare un "mondo di gioco virtuale" in cui i neuroni potevano giocare a "Pong", ha detto Kagan.Può sembrare high-tech, ma in realtà non è molto diverso dal giocare a un videogioco su una TV.Usando questa analogia, la matrice di elettrodi può essere pensata come lo schermo TV, con ogni singolo elettrodo che rappresenta un pixel sullo schermo;il programma per computer può essere pensato come il disco di gioco che fornisce il codice per giocare;l'interfaccia neurone-elettrodo all'interno di DishBrain può essere considerata come la console di gioco e i controller che facilitano il gioco;e i neuroni possono essere pensati come la persona che gioca.Quando il programma del computer attiva un particolare elettrodo, quell'elettrodo genera un segnale elettrico che i neuroni possono interpretare, in modo simile a come un pixel su uno schermo si illumina e diventa visibile a una persona che gioca.Attivando più elettrodi in uno schema, il programma può creare una forma, in questo caso una palla, che si muove attraverso l'array o "schermo TV".Una sezione separata dell'array controlla i segnali elettrici emessi dai neuroni in risposta ai segnali della "palla".Questi segnali neuronali possono quindi essere interpretati dal programma per computer e utilizzati per manovrare la pagaia nel mondo di gioco virtuale.Questa regione dell'interfaccia neurone-elettrodo può essere considerata come il controller di gioco.Se i segnali neuronali rispecchiano quelli che muovono la palla, la paletta colpirà la palla.Ma se i segnali non corrispondono, mancherà.Il programma per computer invia un secondo segnale di feedback ai neuroni di controllo per dire loro se hanno colpito la palla o meno.Il segnale di feedback secondario può essere pensato come un sistema di ricompensa che il programma del computer utilizza per insegnare ai neuroni a migliorare nel colpire la palla.Senza il sistema di ricompensa, sarebbe molto difficile rafforzare comportamenti desiderabili, come colpire la palla, e scoraggiare comportamenti sfavorevoli, come mancare la palla.Lasciati a se stessi, i neuroni in DishBrain sposterebbero casualmente la paletta senza considerare dove si trova la palla perché non fa differenza per i neuroni se colpiscono la palla o meno.Per aggirare questo problema i ricercatori si sono rivolti a una teoria nota come il principio dell'energia libera, "che propone che le cellule a questo livello cerchino di ridurre al minimo l'imprevedibilità nel loro ambiente", studia il coautore Karl Friston, neuroscienziato teorico presso l'University College di Londra. nel Regno Unito, ha affermato in una nota (si apre in una nuova scheda).Friston è stato il primo ricercatore a proporre l'idea per il principio dell'energia libera in un articolo del 2009 pubblicato sulla rivista Trends in Cognitive Science (si apre in una nuova scheda).In un certo senso, "i neuroni stanno cercando di creare un modello prevedibile del mondo", ha detto Kagan a WordsSideKick.com.È qui che entra in gioco il segnale di feedback secondario, che dice ai neuroni se hanno colpito o mancato la palla.—Sono possibili cellule cerebrali sintetiche che immagazzinano "ricordi", rivela un nuovo modello— "Rete linguistica universale" identificata nel cervello—Il coronavirus può infettare le cellule cerebrali chiave, causando la morte dei neuroniQuando i neuroni hanno colpito con successo la palla, il segnale di feedback viene inviato a una tensione e una posizione simili ai segnali utilizzati dal computer per muovere la palla.Ma quando i neuroni hanno mancato la palla, il segnale di feedback colpisce a una tensione casuale e in più posizioni.Secondo il principio dell'energia libera, i neuroni vogliono ridurre al minimo la quantità di segnali casuali che stanno ricevendo, quindi iniziano a cambiare il modo in cui muovono la "paletta" in relazione alla "palla".Entro cinque minuti dalla ricezione di questo feedback, i neuroni aumentavano la frequenza con cui colpivano la palla.Dopo 20 minuti, i neuroni sono stati in grado di mettere insieme brevi scambi in cui hanno colpito continuamente la palla mentre rimbalzava sui "muri" durante il gioco.Puoi vedere quanto velocemente sono progrediti i neuroni in questa simulazione online.Harry è uno scrittore del personale con sede nel Regno Unito a Live Science.Ha studiato biologia marina all'Università di Exeter (campus di Penryn) e dopo la laurea ha aperto il suo blog "Marine Madness", che continua a gestire con altri appassionati di oceano.È anche interessato all'evoluzione, al cambiamento climatico, ai robot, all'esplorazione dello spazio, alla conservazione ambientale e a tutto ciò che è stato fossilizzato.Quando non è al lavoro può essere trovato a guardare film di fantascienza, giocare a vecchi giochi Pokemon o correre (probabilmente più lentamente di quanto vorrebbe).Il documento presumibilmente scritto da Galileo è un falsoIl piede che galleggia in una sorgente termale di Yellowstone lascia più domande che risposteL'antico e bizzarro "granchio dell'innovazione" cinese aveva gli occhi su steli, braccia tempestate di punte e una coda piena di "lame"Rimani aggiornato sulle ultime notizie scientifiche iscrivendoti alla nostra newsletter Essentials.Grazie per esserti iscritto a Live Science.Riceverai a breve un'e-mail di verifica.C'era un problema.Perfavore ricarica la pagina e riprova.Live Science fa parte di Future US Inc, un gruppo di media internazionale e principale editore digitale.Visita il nostro sito aziendale (si apre in una nuova scheda) .© Future US, Inc. 7° piano completo, 130 West 42nd Street, New York, NY 10036.