Neuronas del cerebro humano cultivadas en laboratorio pueden aprender a jugar a una especie de tenis de mesa (Pong) no a través de una videoconsola, sino mediante señales eléctricas que emiten los electrodos del plato en el que habitan: les orientan a dar el “raquetazo”.
Investigadores de Cortical Labs han enseñado a jugar a un videojuego que emula al tenis de mesa a cientos de miles de neuronas humanas que crecen en un plato de laboratorio cubierto con electrodos.
A esta red de neuronas la han llamado "DishBrain": es una especie de cerebro ciborg que combina Inteligencia Artificial con neuronas humanas, cuyos experimentos se publican en la revista Neuron.
DishBrain es más pequeño que la uña del dedo meñique de un ser humano y contiene unas 800.000 neuronas, menos de las que están el cerebro una abeja (que tiene un millón de células nerviosas).
Las neuronas fueron extraídas de ratones embrionarios y de neuronas humanas cultivadas a partir de células madre, y fueron cultivadas sobre matrices de microelectrodos que podían estimularlas y leer su actividad.
DishBrain ha sido desarrollado por una pequeña empresa australiana de computación biológica que juega con neuronas vivas en chips informáticos para “revolucionar la computación”, según reza en su presentación.
La barra de este juego de "pong" está controlada por el cultivo de células neuronales. Cortical Lab.
Peloteando en un plato
En realidad, a lo que han aprendido estas neuronas es a interactuar con un videojuego llamado Pong, que está en el mercado desde 1972 y que emula en una pantalla de videoconsola una partida de tenis de mesa.
Las neuronas juegan a Pong no en una pantalla, sino a través de señales eléctricas que emiten los electrodos del plato en el que habitan. Esas señales les indican a las neuronas si la pelota del videojuego está a la derecha o la izquierda, así como la distancia a la que se encuentra.
Las neuronas están dotadas de “sensaciones” (retroalimentación) que les permiten interactuar con su entorno y un mecanismo introducido en DishBrain les indica cuándo han fallado al darle a la pelota. Con esta información, las neuronas aprenden a localizar la pelota y a darle un “raquetazo” en solo cinco minutos (por algo son células inteligentes).
Este aprendizaje se consiguió enviando señales claras a las neuronas cada vez que acertaban a darle a la pelota: estas señales modeladas resultan especialmente atractivas para las neuronas y las siguen por naturaleza, consiguiendo así el éxito con la pelota.
Con un detalle significativo: aunque las células del cerebro humano inicialmente funcionaron peor que las neuronas de los ratones, esto cambió significativamente en el transcurso del experimento. Después de la fase de entrenamiento, las neuronas humanas tuvieron menos intentos fallidos y atraparon más pelotas que las redes neuronales biológicas del ratón.
Algo de inteligencia
"Hemos demostrado que podemos interactuar con las neuronas biológicas vivas de tal manera que se las obliga a modificar su actividad, lo que lleva a algo que se asemeja a la inteligencia", asegura en un comunicado el autor principal, el Dr. Brett Kagan, director científico de la empresa de Melbourne.
Destaca también que, aunque durante algún tiempo los científicos han podido montar neuronas en matrices de electrodos múltiples y leer su actividad, esta es la primera vez que las células nerviosas han sido estimuladas de una manera estructurada y significativa.
Al mismo tiempo advierte Kagan que las neuronas de su experimento no se parecen en nada a un cerebro real y que tampoco muestran ningún signo de consciencia.
La inteligencia que muestran jugando al tenis solo debe entenderse como la capacidad de recopilar información y de aplicarla en un comportamiento adaptativo en un entorno determinado, precisa Kagan.
Aplicaciones interesantes
Las aplicaciones de este desarrollo son prometedoras: “esta nueva capacidad de enseñar a los cultivos celulares a realizar una tarea en la que exhiben sensibilidad (controlando la paleta para devolver la pelota a través de la detección) abre nuevas posibilidades de descubrimiento que tendrán consecuencias de gran alcance para la tecnología, la salud y la sociedad”, dice Adeel Razi, otro de los artífices de esta proeza tecnológica.
“Sabemos que nuestros cerebros tienen la ventaja evolutiva de estar sintonizados durante cientos de millones de años para sobrevivir. Ahora, parece que tenemos a nuestro alcance la posibilidad de aprovechar esta inteligencia biológica increíblemente poderosa y barata”, añade Razi.
Esta tecnología también plantea la posibilidad de crear una alternativa a las pruebas con animales, al investigar cómo responden los nuevos medicamentos o las terapias génicas en estos entornos dinámicos, sin una intervención directa en el organismo.
Lo que no queda claro es qué es lo que sigue después de este desarrollo, se plantea Nature, porque ya se ha conseguido también que cerdos aprendan a jugar al Pong manipulando joysticks con el hocico, y que monos conectados controlen el juego con la mente.
Referencia
In vitro neurons learn and exhibit sentience when embodied in a simulated game-world. Brett J. Kagan et al. Neuron, October 12, 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.09.001
