玩电子游戏需要多少脑细胞？看看非凡的人造合成神经元系统

玩电子游戏需要多少脑细胞？

这里没有讽刺或玩梗。相反，就是字面意思，一个探寻答案的一般疑问句。而确切的答案，现在可归功于名为 DishBrain 的神经网络系统。

如果游戏是指最古老的电子游戏《乒乓》，答案是，需要80万个脑细胞。

虽然仅有80万脑细胞，会让你玩得不够好，但对这一问题的探索和实践反映了将活体组织与硅技术融合的潜力。

这是史上首个显示神经元可调整其功能以执行特定任务的合成生物智能实验——并且，当提供反馈时，神经元可以学会更好地执行该任务。这是非常了不起的东西，在计算中具有潜在的应用，还有脑科学领域，可以用它设计实验，探索药物如何影响大脑活动或智力如何发展。

澳大利亚生物技术初创公司 Cortical Labs 的神经科学家 Brett Kagan 说：“我们已经证明我们可以与活的生物神经元相互作用，从而迫使它们改变它们的活动，从而产生类似于智能的东西。”

DishBrain 是从胚胎小鼠中提取的神经元和从干细胞中生长的人类神经元的令人兴奋的混合物。这些细胞生长在微电极阵列上，这些微电极可以被激活以刺激神经元，从而提供感觉输入。

对于《乒乓》，盘子两侧的微电极用于指示球 在球拍的左侧还是右侧，而信号的频率则反映了球的距离。

仅通过这种设置，DishBrain 就能够移动球拍来接球，但整体表现很差。为了玩好游戏，神经元需要反馈。

该团队开发了一种软件，可以在 DishBrain 接空时通过电极进行“批评”。这使系统开始自我改进，研究人员在短短五分钟内就观察到了学习进步。

英国伦敦大学学院的理论神经科学家 Karl Friston说：“这项工作美丽和开创性的方面在于为神经元配备感觉——反馈——以及至关重要的对他们的环境采取行动的能力。值得注意的是，神经集合学会了如何通过对外界采取行动来使他们的世界更加可预测。这很了不起，因为你无法教授自组织；仅仅是因为——不像宠物——这些迷你大脑没有奖励和惩罚中枢。"

几年前，Friston提出了一种称为自由能原理的假说，该理论认为所有生物系统的行为方式都可以缩小预期与体验之间的差距——换句话说，就是让世界更加可预测。

弗里斯顿说，通过调整其行为以使世界更加可预测，DishBrain 只是在做生物学最擅长的事情。

“我们选择《乒乓》是因为它的简单性和熟悉性，但它也是最早用于机器学习的游戏之一。”Kagan 说。

“对细胞施加了不可预测的刺激，整个系统将重新组织其活动，以更好地玩游戏并最大限度地减少随机反应。你也可以认为那只是在玩游戏，击球并获得可预测的刺激，本质上是在创造更可预测的环境。”

会有一些非常有趣的可能性，尤其是在人工智能和计算方面。人脑包含大约 800 到 1000 亿个神经元，比任何计算机都强大得多，我们最好的计算机也很难模拟这种规模的神经网络。我们迄今为止最强的模拟实验，需要 82944 个处理器、1 PB 的主内存和 40 分钟来复制 1% 的人类大脑的一秒钟活动。

但如果借助生物材料本身——像kagan和他同事开发的合成生物系统——那目标可能就并不那么遥不可及。

还有其他更直接的影响。

例如，DishBrain 能够帮助化学家从细胞水平了解各种药物对大脑的影响。有朝一日，它甚至可以用于定制药物。

下一步计划是弄清 DishBrain的游戏水平如何被毒品和酒精影响。 “我们正在尝试用乙醇创建剂量反应曲线——基本上让它‘喝醉’，看看它是否玩得更糟糕，就像人们喝酒时一样。”

该团队的研究已发表在《神经元》上。

https://www.sciencealert.com/watch-a-dish-of-brain-cells-figured-out-how-to-play-pong-in-5-minutes