Hirnzellen in Petrischale erlernen Videospiel “Pong”

Standbild aus dem Pong-Spiel der Neuronen (s. Video u.). Copyright Kagan et al., Neuron 2022
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Standbild aus dem Pong-Spiel der Neuronen (s. Video u.). Copyright Kagan et al., Neuron 2022

Standbild aus dem Pong-Spiel der Neuronen (s. Video u.).
Copyright Kagan et al., Neuron 2022

Melbourne (Australien) – Australischen Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen ist es gelungen, Hirnzellen von Menschen und Mäusen in einer Petrischale den Videospiel-Klassiker “Pong” beizubringen. Zudem seien die Hirnzellen zwar nicht besser aber im Erlenen des Spiels schneller al seine künstliche Intelligenz. Das Ergebnis der Experimente zeige, dass Hirnzellen auch dann eine angeborene Intelligenz besitzen und ihr Verhalten verändern können, wenn sie lediglich in einer Petrischale existieren.

„Von Würmern über Fruchtfliegen bis zu uns Menschen, Neuronen sind der Ausgangspunkt für grundlegende Intelligenz“, erläutert der Hauptautor der Studie, Brett Kagan von den Cortical Labs in Melbourne, die aktuell im Cell-Fachjournal „Neuron“ (DOI: 10.1016/j.neuron.2022.09.001) erschienen ist. „Für uns stellte sich also die Frage, ob wir mit Neuronen derart interagieren können, um diese intrinsische Intelligenz zu nutzen.”

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Für ihre Versuche verbanden die Forschenden um Kagan Hirnzellen von Menschen und Mäusen in einer Petrischale derart mit einem Computer, dass sie Zellen immer dann ein unvorhersehbares positives stimulierendes Feedback erhielten, wenn der steuerbare Schläger-Balken den Ball traf. Auf diese Weise erlernten die Hirnzellen also das Grundprinzip des sehr einfachen Pong-Spiels. Die Reaktionen der Hirnzellen wurden am Rechner durch Höhenausschläge registriert und angezeigt.

Schema des Versuchsaufbaus (Illu.). (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.) Copyright Kagan et al., Neuron 2022

Schema des Versuchsaufbaus (Illu.). (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.)
Copyright Kagan et al., Neuron 2022

Das positive Spielergebnis zeigt, dass sich die Neuronen an die Spielaktivität vor dem Hintergrund einer sich verändernden Umgebung – in diesem Falle einer Tor-gerichteten Absicht – anpassen konnten.

„Die Theorie hinter dieser Form des Lernens ist die, dass sich unser Gehirn an seine Umgebung anpasst, in dem es seine Weltsicht und/oder seine Handlungen so verändert, dass diese immer besser zur neuen Umgebung passt“, erläutert Kagan.

Tatsächlich handelt es sich bei den Experimenten aber nicht nur um eine kuriose Spielerei. Die Ergebnisse könnten auch neue Anwendungen bei der Modellierung von Krankheiten und der Medikamentenentwicklung mit sich bringen. „Zudem erweitern sie unserer Vorstellung davon, wie unser Gehirn funktioniert und Intelligenz entsteht“, so der Wissenschaftler abschließend. „Das ist der Anfang einer neuen Grenze in unserem Verständnis von Intelligenz. Die Ergebnisse berührend grundlegende Aspekte vieler Fragen nicht nur darüber, was es bedeutet, Mensch, sondern auch lebendig und intelligent zu sein und wie wir uns bewusst an sich stets verändernden Informationen einer sich dynamisch wandelnden Welt anpassen.“




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Recherchequelle: Cell

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