Un experiment recent transformă complet modul în care percepem limitele tehnologiei. Într-o reușită impresionantă, cercetătorii de la start-up-ul australian Cortical Labs au antrenat celule cerebrale umane să joace clasicul joc video Doom. Celulele au fost crescute direct pe un cip de siliciu. Acest progres tehnologic vine la scurt timp după ce aceeași echipă a folosit 800.000 de neuroni pentru a juca Pong. Acum, numărul celulelor a fost redus de patru ori. Totuși, complexitatea sarcinii a crescut semnificativ. Inovația principală o reprezintă interfața „Cortical Cloud”. Aceasta permite dezvoltatorilor de software să programeze neuronii folosind limbajul Python. Prin intermediul acestui API, cercetătorul independent Sean Cole a reușit să învețe celulele să joace Doom în doar șapte zile.
Cum funcționează fuziunea dintre biologia umană și tehnologie
Sistemul care face posibilă această performanță poartă numele de CL-1. Acesta funcționează ca o punte de legătură între celulele cerebrale vii și mediul digital. Componenta biologică este formată din neuroni umani obținuți din celule stem pluripotente induse (iPSC). Aceste celule sunt prelevate de obicei din mostre de sânge sau de piele ale unor adulți. Apoi sunt transformate în laborator în neuroni funcționali. După maturizare, aproximativ 200.000 de celule vii sunt integrate pe o rețea de microelectrozi de înaltă densitate (HD-MEA). Rezultatul este un cip specializat din siliciu, dotat cu mii de puncte de interfață pentru comunicare bidirecțională.
De la experimentele cu Pong la controlul în Doom
În trecut, Cortical Labs a creat platforma experimentală denumită „DishBrain”. Atunci au demonstrat că neuronii pot învăța să joace Pong în doar cinci minute de interacțiune. Acum, sistemul CL-1 a fost lansat pentru uz comercial sub forma unui serviciu inovator numit „Wetware-as-a-Service”, permițând cercetătorilor să închirieze putere de calcul biologică prin cloud. Funcționarea sa este de-a dreptul fascinantă. Cipul transmite impulsuri electrice neuronilor pentru a reprezenta starea jocului Doom. Semnalele indică pereții sau inamicii de pe ecran. Neuronii răspund prin propriile lor semnale electrice. Dacă reacționează printr-un anumit tipar, personajul trage cu arma. Un alt tipar îl face să se deplaseze pe hartă. Această metodă se bazează pe învățarea direcționată către un scop. Sistemul recompensează celulele pentru acțiunile corecte. Procesul biologic poartă numele de plasticitate sinaptică. El permite neuronilor să își restructureze fizic conexiunile pentru a minimiza un eventual feedback aleatoriu sau haotic din joc.
Avantajul major al rețelelor din celule în fața siliciului
Procesoarele actuale pot executa trilioane de operațiuni pe secundă. Cu toate acestea, „wetware-ul” biologic deține un avantaj uriaș în privința eficienței energetice. Creierul uman consumă doar 20 de wați, echivalentul unui bec extrem de slab. Pentru a simula o fracțiune din capacitatea acestuia, un supercomputer ar avea nevoie de propria centrală electrică de răcire și alimentare. În plus, hardware-ul care susține sistemele cu neuroni consumă mai puțin de un kilowatt. Asta reprezintă o fracțiune infimă din energia uriașă necesară centrelor de date moderne dedicate inteligenței artificiale.
Spre deosebire de un procesor rigid din siliciu, materialul biologic este inerent curios prin natura sa evolutivă. Inteligența artificială actuală necesită seturi masive de date pentru antrenament. Un program trebuie să analizeze un milion de imagini cu pisici pentru a recunoaște cu precizie una. În schimb, neuronii prezintă o învățare adaptativă în timp real. Ei nu au nevoie de mii de jocuri simulate. Celulele au nevoie de doar câteva ore pentru a simți dinamica unui mediu nou și a se adapta la el. Atunci când prelucrează incertitudinea, biocalculatorul o face natural, fiind optimizat de miliarde de ani de evoluție.
Sunt aceste biocalculatoare o nouă formă de viață?
Odată cu aceste progrese remarcabile, apar inevitabil întrebări profunde de natură etică. Este acest sistem conștient de existența sa? Dr. Brett Kagan, directorul științific al Cortical Labs, a clarificat rapid această dilemă. El a subliniat că aceste rețele nu trebuie privite ca niște creiere în miniatură. Conform declarațiilor sale preluate de sursa citată, Kagan consideră aceste celule doar un material care procesează informația în moduri imposibile pentru siliciu. „Este o unealtă, nu o persoană”, a precizat expertul. Deși reprezintă elementele de bază ale gândirii, neuronilor de pe cip le lipsește un corp fizic. Le lipsește un sistem nervos central și conceptul de identitate proprie.
Totuși, proveniența celulelor ridică alte probleme sensibile. Neuronii păstrează ADN-ul donatorului de la care au fost prelevate celulele stem. Astfel apar discuții ample privind proprietatea intelectuală a tiparului genetic. Cercetătorii se tem ca situația să nu repete cazul istoric al Henriettei Lacks. Celulele ei au fost folosite zeci de ani în cercetarea medicală fără consimțământul său. Prin urmare, evoluția acestor tehnologii ne apropie de un viitor inedit. Cercetătorii au încercat decenii la rând să facă siliciul să gândească precum oamenii. Acum au reușit acest lucru punând fizic omul în interiorul computerului.
Cine a modificat creierul oamenilor, acum 2 milioane de ani? Un studiu științific
