ヒト脳細胞がCortical Labsの実験でDoomのプレイを学習

「Doomを実行できるか?」という挑戦が次のフロンティアを越えました。

オーストラリアのメルボルンを拠点とするスタートアップ、Cortical Labsは、生きているヒト脳細胞のクラスターを訓練し、1993年のクラシックビデオゲームをナビゲートすることに成功しました。

先週YouTubeに投稿された動画で、研究者たちは生きているヒト神経細胞をソフトウェアに接続し、ゲームプレイを電気信号に変換し、神経活動をゲーム内コントロールに変換することで、細胞が移動し、敵に反応し、武器を発射できるようにしました。

「2021年に、ニューロンでPongを動かすことに成功しました。これは、人々に訴えかけるクールなゲームができるかどうかを確認するための最初のテストのようなものでした。しかし、私たちが受け取った一番の反応は、Doomを実行できるか?というものでした」と、Cortical Labsのアプリケーション科学者、Alon LoefflerはDecryptに語りました。

同社のCL1デバイスの内部には、多電極アレイ上で培養された約20万個の生きているヒト神経細胞があり、研究者が電気的に細胞を刺激し、その反応をリアルタイムで解釈できるようになっています。

Doomを実行できるか?

数十年にわたり、Doomは新しいシステムをテストするエンジニアにとって非公式のベンチマークとして機能してきました。

テキサスを拠点とするビデオゲーム開発会社id Softwareが1997年にゲームのソースコードを公開して以来、開発者たちはそれを予想外の幅広いプラットフォームに移植してきました。

このシューティングゲームは、腸内細菌や妊娠検査薬、ブロックチェーンネットワーク上、PDF内、ロボット芝刈り機、そしてプレイヤーが人間であることを証明するために悪魔を倒す必要があるCAPTCHAチャレンジなど、予想外のプラットフォームに登場しています。

Loefflerは、チームは当初、システムを機能させるために即興の低レベルコンピューティングコードに依存していたが、最終的には、研究者が単純なPythonコマンドを使用して高レベルコントロールを通じてニューロンと対話できるように、ゼロから設計されたプラットフォームを構築することを決定したと述べました。

Cortical Labsがプラットフォームを構築すると、開発が加速しました。

「協力者のSeanがDoomのコードを書いてくれたのですが、18か月ではなく数日で済みました」とLoefflerは言いました。

ニューロンにプレイを教える

ニューロンはフィードバック信号を通じて学習し、敵に正しく照準を合わせたときに小さな報酬を受け取り、標的をうまく撃って排除したときに大きな報酬を受け取り、時間の経過とともにそれらの信号に関連する行動を強化します。

その後、Cortical Labsの研究者たちは人工知能を使用して、ゲーム情報がニューロンに送信される電気信号にどのようにエンコードされるかを改良しました。

「細胞は実際に入力を学習しています」とLoefflerは言いました。「しかし、AIはその入力を改善して、細胞に私たちが望むことをさせようとしています。」

細胞はDoomをプレイしながら着実に改善を示しましたが、Loefflerは、ニューロンはゲームを真に理解するのではなく、入力に反応していると強調しました。

「システムは実際にはDoomをプレイしていることを知りません」と彼は言いました。「電気信号を受け取り、それに応じて反応を出しているだけです。」

Loefflerは、生きているニューロンと働くには、従来のプログラミングとは異なるアプローチが必要だと述べました。

「これは考え方の完全に異なるシフトです」とLoefflerは言いました。「プログラミングしている通常のコンピューティングシステムのようにはいきません。まったく新しい態度とまったく新しい物事の見方で行う必要があります。」

ゲーミングは、研究者が実用的な用途を探求する一方で、一般向けのデモンストレーションとして機能していると彼は述べました。

ヒト由来のニューロンを使用しているにもかかわらず、Loefflerは、このシステムはヒトの認知に似ていないと述べました。

「ヒト細胞だからといって、その皿の上にヒトがいるわけではありません」と彼は言いました。「痛覚受容体はありません。高次機能を可能にする構造もありません。」

それにもかかわらず、研究者たちは脳の外での神経の適応性の証拠を見ていると彼は述べました。

「私たちはまだ環境への適応性を見ています。まだ学習を見ています」とLoefflerは言いました。「これは、ニューロンが適応する固有の能力の種類を示しています。」