Un cerveau humain développé en laboratoire a appris à jouer au jeu vidéo classique Pong en cinq minutes.
Il jette un nouvel éclairage sur le fonctionnement de la matière grise et blanche
Offrant l’espoir de développer de nouveaux traitements pour la maladie d’Alzheimer et d’autres troubles neurologiques.
L’organe
Appelé DishBrain, contient 800 000 neurones, qui vivent et fonctionnent tous en tandem.
Cela ressemble beaucoup plus à la réalité qu’à l’intelligence artificielle
Qui prend 90 minutes pour relever un défi informatique.
« Nous avons montré que nous pouvons interagir avec des neurones biologiques vivants pour les forcer à modifier leur activité, ce qui donne quelque chose qui ressemble à de la sagesse. »
Les cellules ont été cultivées dans des boîtes de Pétri au-dessus d’un réseau de microélectrodes qui lisent leur activité. Ils déplacent la raquette d’avant en arrière en fonction de la position de la balle.
Le Dr Hon Weng Chong
PDG de Cortical, a déclaré : « DishBrain offre un moyen plus simple de tester le fonctionnement du cerveau et de mieux comprendre les maladies débilitantes telles que l’épilepsie et la démence.
C’est la première fois que ces neurones sont stimulés pour effectuer des tâches orientées vers un objectif de manière structurée et significative.
Le Dr Kagan a déclaré
« Dans le passé, les modèles cérébraux étaient développés sur la base de la façon dont les informaticiens pensaient que le cerveau pourrait fonctionner.
« Cela est généralement basé sur notre compréhension actuelle des technologies de l’information
Comme l’informatique sur silicium. Mais en fait, nous ne comprenons pas vraiment comment fonctionne le cerveau. »
Pong
Simple bidimensionnel, a ouvert l’ère des jeux vidéo. L’équipe internationale prévoit maintenant de voir ce qui se passe lorsque DishBrain est sous l’influence de drogues et d’alcool.
« Nous essayons de créer une courbe dose-réponse avec l’éthanol et de les faire « ivrer » pour voir s’ils jouent moins bien, comme les gens le font quand ils boivent », a déclaré le Dr Kagan.
Ils pourront mener des expériences en utilisant de vraies fonctions cérébrales plutôt que des réseaux de neurones similaires défectueux.
Cela pourrait ouvrir la porte à de toutes nouvelles façons de comprendre ce qui se passe dans le cerveau.
Le co-auteur
Le Dr Adeel Razi, de l’Université Monash de Melbourne, a déclaré: « Cette nouvelle capacité d’enseigner aux cultures cellulaires à effectuer une tâche dans laquelle elles présentent la capacité de détecter – via l’induction pour contrôler la pagaie pour retourner à la balle – ouvre Les possibilités de découverte auront de profondes implications pour la technologie, la santé et la société.
« Nous savons que notre cerveau a l’avantage évolutif d’être réglé pour survivre pendant des centaines de millions d’années…
« Maintenant
Nous semblons avoir une idée de l’endroit où cette intelligence biologique extrêmement puissante et peu coûteuse peut être exploitée. »
Les résultats soulèvent également la possibilité de créer des alternatives à l’expérimentation animale lors de l’étude de la réponse des thérapies dans ces environnements dynamiques.
« Nous avons également montré que nous pouvions modifier les stimuli en fonction de la façon dont les cellules modifient leur comportement, en temps réel et en boucle fermée », a déclaré le Dr Kagan.
DishBrain est un mélange de neurones humains dérivés de cellules souches et de cellules de souris dérivées de cerveaux embryonnaires.
Des électrodes sur le côté gauche ou droit d’un réseau sont déclenchées pour indiquer au Dishbrain de quel côté se trouve la balle. La distance de la palette est représentée par la fréquence du signal.
Les commentaires des électrodes ont appris à DishBrain comment renvoyer la balle en faisant en sorte que les cellules se comportent comme si elles étaient elles-mêmes des palettes.
Le Dr Kagan a déclaré
« Jamais auparavant nous n’avions pu voir comment les cellules se comportaient dans un environnement virtuel…
« Nous avons réussi à créer un environnement en boucle fermée capable de lire ce qui se passe dans les cellules, de les stimuler avec des informations significatives, puis de modifier les cellules de manière interactive afin qu’elles puissent réellement se changer les unes les autres. »
Des études sur les neurones ont montré que même les cellules cérébrales dans une boîte de Pétri peuvent présenter une intelligence inhérente, modifiant leur comportement au fil du temps.
Le co-auteur
Le professeur Carl Friston, de l’UCL, a déclaré: « L’aspect magnifique et révolutionnaire de ce travail consiste à doter les neurones de sens – rétroaction – et, surtout, de la capacité d’agir sur leur monde.
« Il convient de noter que ces cultures ont appris à rendre leur monde plus prévisible en agissant en conséquence…
« C’est incroyable parce que vous ne pouvez pas enseigner ce genre d’auto-organisation
Simplement parce que, contrairement aux animaux de compagnie, ces mini-cerveaux ne se sentent ni récompensés ni punis. »
« Le potentiel translationnel de ce travail est vraiment excitant
Cela signifie que nous n’avons pas à nous soucier de créer des « jumeaux numériques » pour tester des interventions thérapeutiques.
« En principe
Nous avons maintenant le » bac à sable « bionique ultime dans lequel les effets des médicaments et des variantes génétiques peuvent être testés – un bac à sable composé exactement des mêmes éléments informatiques dans votre cerveau et le mien. »
Une autre découverte passionnante
A déclaré le professeur Kagan, était que DishBrain ne se comportait pas comme un système à base de silicium.
Il a expliqué
« Lorsque nous avons présenté des informations structurées à des neurones désincarnés, nous avons vu qu’ils modifiaient leur activité d’une manière très cohérente avec la façon dont ils se comportaient réellement en tant que système dynamique…. ..
« Par exemple
La capacité des neurones à changer et à adapter leur activité en réponse à l’expérience augmente avec le temps, conformément à ce que nous voyons dans les taux d’apprentissage cellulaire. »
La théorie sous-jacente est enracinée dans le « principe de l’énergie libre »
Qui stipule que le cerveau s’adapte à son environnement en modifiant son comportement pour mieux s’adapter au monde qui l’entoure.
Le Dr Chong a déclaré
« C’est un tout nouveau territoire vierge. Nous espérons que davantage de personnes se joindront à nous et collaboreront avec nous pour utiliser le système que nous avons construit pour explorer davantage ce nouveau domaine de la science.
« Comme l’a dit l’un de nos collaborateurs
Ce n’est pas tous les jours qu’on se réveille pour créer un nouveau domaine scientifique. »
DishBrain a un potentiel pour la modélisation des maladies
La découverte de médicaments et l’élargissement de la compréhension actuelle de l’intelligence. Le tennis de table n’est pas le seul jeu testé.
Le Dr Kagan a déclaré
« Vous savez, lorsque Google Chrome plante, vous obtenez des dinosaures capables de sauter par-dessus des obstacles ?
« Nous l’avons fait
Et nous avons vu de bons résultats initiaux. Mais nous avons encore du travail à faire, en créant de nouveaux environnements à des fins personnalisées.
« C’est le début d’un nouveau domaine
Il ne s’agit pas seulement des aspects fondamentaux de ce que signifie être humain, mais aussi de ce que signifie être vivant et intelligent, traiter l’information et être sensible dans un monde dynamique en constante évolution. »
💡 Ressource et référence
« independent.co.uk » de : Le cerveau humain cultivé en laboratoire apprend à jouer à des jeux vidéo en cinq minutes..