每日经济新闻
要闻

每经网首页 > 要闻 > 正文

首次证明:人脑细胞在体外也有智力

每日经济新闻 2022-10-14 21:34:37

每经编辑 王月龙 易启江    

据最新一期《神经元》杂志,人类和小鼠的神经元在一个碟子里学会了玩电子游戏Pong。研究团队首次证明,一个培养皿中的80万个脑细胞可以执行目标导向的任务,即使是在培养皿中的脑细胞,也可以表现出固有的智力,随着时间的推移改变它们的行为。这项研究在疾病建模、药物发现以及扩展当前对大脑如何工作、智力如何产生的理解方面具有重要作用。

CFF20LXzkOz3jtaFhBgxXCHHbYBkYoBkFQiaVYN9mEykBibopRnKdZxYpyRZibAyCQNLqOIQBCVEvGnEj5r95ibjtg.jpg

神经细胞的显微镜图像,其中荧光标记显示不同类型的细胞。绿色标记神经元和轴突,紫色标记神经元,红色标记树突,蓝色标记所有细胞。在存在多个标记的情况下,颜色会合并,并且通常显示为黄色或粉红色,具体取决于标记的比例

图片来源:澳大利亚墨尔本皮层实验室

“从蠕虫到苍蝇再到人类,神经元是广义智能的起点。”论文第一作者、澳大利亚墨尔本皮层实验室首席科学官布雷特·卡根说,“所以问题是,我们能否以某种方式与神经元互动,以利用这种固有的智能?”

实验中,研究小组从小鼠胚胎和人类干细胞中分别提取了脑细胞,并将它们培养在既可以接受刺激,又可以读取它们的活动的微电极阵列上。

首先,研究人员将这些神经元连接到一台电脑上,这样神经元就会收到关于游戏中的球拍是否正在击球的反馈。然后,他们使用电子探头监测神经元的活动和对这种反馈的反应。

神经元移动球拍和击球的次数越多,电子探头记录的“尖峰”就越强。当神经元失误时,他们的游戏方式会被皮层实验室开发的软件程序“批评”。这表明神经元可以实时地以目标导向的方式活动,以适应不断变化的环境。

“对细胞施加了不可预测的刺激,系统作为一个整体会重组其活动,以更好地玩游戏,并将随机反应降至最低。”卡根说。

这种学习背后的理论植根于自由能原理。简而言之,即大脑通过改变世界观或行为来适应环境,以更好地适应周围的世界。

研究人员表示,这种教导细胞培养物执行表现出智商的任务的新能力,开启了未来新的可能性,将对技术、健康和社会产生深远影响。在研究新药或基因疗法在动态环境中的反应时,这些发现还提高了创建动物试验替代方案的可能性。

一个系统,比如大脑,为了减少外界对其冲击的意外程度,需要怎么做?一个有影响力且有争议的认知论认为,它会努力最小化其信念以及与真实世界之间的差距。譬如说,大脑会首先对外部世界进行建模,形成其对外部世界的信念,再源源不断地获取有关外部世界的信息。本文中的实验,就源于这样一个自由能原理。在哲学和神经学领域,该理论中比较夸张的部分经常会引发重大争论,不过,无论对其证实或证伪,都是科学探索充满乐趣的过程。

编辑|王月龙 易启江

校对|段炼

CFF20LXzkOyYmal29zn37N5Bg2NQ4tyN4ylvMFyM3VmF4x90Uj4cDmoEphibia4RN55ibIXmqU1Od9w2Q5nhA08lA.png

每日经济新闻转载自科技日报

CFF20LXzkOyuoQNVLRGWjVfciaeNyib50W3Y9TDLicWBibJKOzIkD8GjeQ1UXS4mD9ONYY5AAMMOvRlWic9Oh3K3Lrw.jpg

如需转载请与《每日经济新闻》报社联系。
未经《每日经济新闻》报社授权,严禁转载或镜像,违者必究。

读者热线:4008890008

特别提醒:如果我们使用了您的图片,请作者与本站联系索取稿酬。如您不希望作品出现在本站,可联系我们要求撤下您的作品。

欢迎关注每日经济新闻APP

每经经济新闻官方APP

0

0