Чашка Петри с клетками человеческого мозга сейчас играет в Doom. Стоит ли нам беспокоиться? | Игры

яЗвучит как начало научно-фантастического фильма, но недавно американские ученые загрузили в симуляцию копию мозга живой мухи. В Сан-Франциско биотехнологическая компания Eon Systems создала виртуальное насекомое который умел ходить, летать, ухаживать и питаться в своей виртуальной среде. Тем временем исследователи из Австралии научили чашку Петри, содержащую 200 000 клеток человеческого мозга, играть в культовый шутер 90-х годов Doom. Один эксперимент поместил мозг в компьютер; другой подключил компьютер к клеткам мозга.

Обе истории были названы научными прорывами, но они также вызвали неизбежные опасения по поводу перспектив выращенных в лаборатории людей и цифровых клонов. Стоит ли нам беспокоиться?

Именно австралийский стартап Cortical Labs в Мельбурне научил блюдо из выращенных в лаборатории нейронов играть в понг в 2022 году. Теперь компания создала то, что она описывает как «первый в мире биологический компьютер с возможностью развертывания кода», работающий на живых человеческих тканях, а не на кремниевых чипах, который с удовольствием играет в шутер Doom 1993 года.

«В стране любителей компьютерных наук существует одержимость идеей заставить Doom работать на чем угодно, от калькуляторов до микроволновых печей», — рассказывает мне через Zoom из Мельбурна Хон Вен Чонг, генеральный директор Cortical Labs. «Как только нам удалось заставить Pong работать, первое, что сказали люди, было: «Когда вы собираетесь делать Doom?»

Средний человеческий мозг содержит около 86 миллиардов нейронов – это примерно 430 000 чашек Петри. Но как собрать 200 000 клеток мозга, не прибегая к ножовке и ложке для мороженого?

«На самом деле это клетки моего мозга – по крайней мере, большинство из них», – с гордостью говорит Чонг. “Здесь не требуется соскоб или экстракция мозга. Это очень крутая техника, разработанная профессором Шинья Яманака, получившим Нобелевскую премию в 2012 году”.

Все, что вам нужно, это 10 мл крови (в данном случае крови Чонга), из которой можно собрать около 100 лейкоцитов. Затем их можно перепрограммировать в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) – биологические строительные блоки организма – которые затем можно будет воспроизводить в геометрической прогрессии.

«По сути, мы переводим биологические часы обратно в эмбриональное состояние, индуцируем их в нейроны и помещаем их на стеклянный чип размером примерно с кусок стоимостью 50 пенсов», — объясняет Чонг. «Поскольку они встроены в чип, а электричество — это общий язык между нейронами и компьютерной системой, мы можем взаимодействовать с ними и заставить их играть в Doom».

Cortical Labs провела эксперимент с понгом самостоятельно, но на этот раз обратилась к 24-летнему сингапурцу Шону Коулу, который только что получил степень магистра в области искусственного интеллекта в Университете Сассекса и чей отец, как оказалось, дружит с генеральным директором компании. Коул написал код удаленно, который затем команда протестировала на своих локальных машинах.

«Я был немного удивлен, что это сработало с первого раза», — рассказывает он мне через Zoom.

Так как же чашка Петри с клетками мозга играет в Doom, если у нее нет глаз? Или пальцы? «Мы делаем снимок игры с такой информацией, как состояние здоровья игрока и положение врагов, передаем его через нейронную сеть, преобразуем в числа и отправляем данные», — объясняет Коул. “Это называется кодированием – по сути, превращение состояния игры в сигналы, которые нейроны могут понять. Затем нейроны выдают выходные данные – двигаться влево, двигаться вправо, идти вперед, стрелять или не стрелять – которые система декодирует и преобразует обратно в действия в игре”.

«Если вы думаете о том, как действуют люди, то увидите, что информация поступает в нашу сетчатку, которая преобразуется в электрические сигналы, обрабатывается в мозгу, а затем происходит вывод», — добавляет Чонг. «Это действительно ничем не отличается от этого».

Если компьютер, полный клеток мозга, играет в видеоигру и принимает решения, значит ли это, что он разумен? Или он просто ведет себя как средний игрок в Doom? «Люди по-разному понимают, что такое разум», — говорит Коул. “Я определенно не думаю, что он находится в сознании. Сначала он не знал, как двигаться, целиться или даже стрелять. Затем он стрелял в первых двух врагов и останавливался – почти как если бы сохранял себя. Так что он определенно учится. Нам удалось контролировать мозг, чтобы учиться в очень контролируемой среде. Следующим шагом может быть что-то вроде Нейралинкгде вы вставляете в мозг чип, чтобы научить кого-то быстрее выучить язык».

Неясно, как именно клетки учатся играть в эту игру. «Мы можем предположить, что это может включать в себя такие вещи, как принцип свободной энергии – идея о том, что живые системы минимизируют свободную энергию – или обучение Хебба, когда связи между нейронами усиливаются, когда они срабатывают вместе». Можем ли мы когда-нибудь использовать подобную технологию, чтобы мгновенно изучить кунг-фу, как в «Матрице»? «Если мы найдем способ безопасно соединить эту технологию с людьми, именно такие последствия могут быть», — говорит Коул. «Большое беспокойство будет: что, если вы отвергнете чьи-то воспоминания?»

Хотя Чонг говорит, что в следующий раз он хотел бы попытаться заставить нейроны играть в покемонов, реальное будущее применение здесь заключается не в получении лотков человеческих нейронов для перехода к игре в Minecraft или Grand Theft Auto, а в медицине. «Люди смотрят на это с точки зрения биомедицинских исследований, для моделирования заболеваний», — говорит он. «Такие вещи, как эпилепсия, когда лекарства можно тестировать на нейронах, выращенных вне тела – не только для открытия новых лекарств, но и для адаптации их на индивидуальном уровне».

Между тем, в Сан-Франциско, где Eon Systems отсканировала мозг плодовой мухи и воссоздала его как виртуальное насекомое, большой научной новостью стало то, что команда по существу воссоздала поведенческую структуру этого существа. Цифровое насекомое уже знало, как вести себя как муха, без какого-либо обучения или подсказки. Это бросает вызов центральному постулату современного ИИ: интеллект необходимо приобретать. В случае с мухой большая часть ее поведения кажется встроенной.

“Мозг был отсканирован с помощью электронной микроскопии. Наш руководитель инженерного отдела руководил проектом по имитации этого мозга, и теперь мы поместили эмулированный мозг обратно в тело, чтобы он мог путешествовать по виртуальному миру”, – говорит мне Майкл Андрегг, генеральный директор Eon Systems.

Мозг плодовой мухи содержит около 140 000 нейронов – это примерно пять чашек Петри. У виртуальной мухи 87 суставов, и она может делать почти все, что может настоящая муха. Но осознает ли он, что живет в симуляции?

«Муха, вероятно, знает, что что-то не так, потому что мы не моделируем окружающую среду с высокой точностью», — говорит Андрегг. «Мы не можем дать очень специфические вкусовые и запаховые сигналы — просто что-то пахнет сладким или горьким на вкус, но сложных ароматов нет».

Эмуляция мозга, предполагает Андрегг, в конечном итоге может позволить людям “процветать в мире сверхразума. Наша цель — сделать так, чтобы эмуляция и компьютерные мозг и тело ощущались неотличимыми от естественных биохимических тела и мозга”, — продолжает он. «Если кажется, что это по-другому, значит, мы сделали что-то не так».

Но мы все еще далеки от будущего, когда можно загрузить себя в Интернет, как это представлялось в Разработчики или «Газонокосильщик», главным образом потому, что в этом случае мозг мухи нужно было сначала удалить из тела. «Сканировать тело было слишком сложно», — говорит Андрегг, что, вероятно, сократит список ожидания для людей-добровольцев, желающих опробовать эту технологию.

Тем временем Чонг считает, что биологические вычисления могут достичь того, с чем боролись традиционные вычисления. «В робототехнике хорошо известна такая вещь, как парадокс Моравеца: то, что людям кажется очень трудным, компьютеры находят легким, а то, что компьютеры считают трудным, люди находят легким», — говорит он.

“Абстрактное мышление, математика и язык появились относительно недавно с точки зрения эволюции, и отчасти именно поэтому компьютеры преуспевают в них. Но двигательный контроль и вероятностное принятие решений – это вещи, которые мы унаследовали за миллионы лет эволюции”. Роботы может, они очень хорошо решают математические задачи, но мы все еще пытаемся создать роботов, которые смогут правильно ходить». По его словам, биологические системы, такие как симуляция плодовой мухи, в конечном итоге могут стать основой для роботов, дронов и других машин, которым придется ориентироваться в запутанной непредсказуемости реального мира.

На данный момент первый биологический компьютер человечества занят тем, чем люди всегда занимались с новыми технологиями: играми. А где-то в Кремниевой долине плодовая мушка живет своей второй жизнью внутри компьютера, совершенно не подозревая, что она живет в Матрице насекомых.