เซลล์สมองมนุษย์เรียนรู้ที่จะเล่น Doom ในการทดลองของ Cortical Labs

สั้นๆ

• Cortical Labs เชื่อมต่อเซลล์ประสาทมนุษย์จำนวน 200,000 เซลล์ เข้ากับ Doom โดยใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและการควบคุมด้วยซอฟต์แวร์
• เซลล์สามารถนำทางและยิงได้ แต่ในปัจจุบันยังเล่นเหมือนมือใหม่
• การทดลองนี้เข้าร่วมในรายการแพลตฟอร์มแปลกๆ ที่ใช้รันเกมคลาสสิกนี้

ความท้าทาย “มันสามารถรัน Doom ได้ไหม?” เพิ่งก้าวเข้าสู่เส้นขอบฟ้าถัดไป สตาร์ทอัปจากเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย Cortical Labs ได้ฝึกกลุ่มเซลล์สมองมนุษย์ที่มีชีวิตให้สามารถนำทางในเกมวิดีโอคลาสสิกปี 1993 ได้สำเร็จ ในวิดีโอที่โพสต์บน YouTube เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว นักวิจัยเชื่อมต่อเซลล์ประสาทมนุษย์ที่มีชีวิตกับซอฟต์แวร์ที่แปลงการเล่นเกมเป็นสัญญาณไฟฟ้าและแปลกิจกรรมของเส้นประสาทเป็นคำสั่งในเกม ทำให้เซลล์สามารถเคลื่อนไหว ตอบสนองต่อศัตรู และยิงอาวุธได้ “ในปี 2021 เราทำให้ Pong ทำงานบนเซลล์ประสาทได้ นั่นเป็นการทดสอบเบื้องต้นเพื่อดูว่าเราจะสร้างเกมที่น่าสนใจและสามารถสื่อสารกับผู้คนได้หรือไม่ แต่คำถามอันดับหนึ่งที่เราได้รับคือ มันสามารถรัน Doom ได้ไหม?” อาลอน เลอฟเลอร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านแอปพลิเคชันจาก Cortical Labs กล่าวกับ Decrypt

ภายในอุปกรณ์ CL1 ของบริษัท มีเซลล์ประสาทมนุษย์ที่มีชีวิตประมาณ 200,000 เซลล์ ซึ่งเพาะเลี้ยงบนแผงอิเล็กโทรดหลายตัว ทำให้นักวิจัยสามารถกระตุ้นเซลล์ด้วยไฟฟ้าและแปลผลตอบสนองของพวกมันแบบเรียลไทม์  มันสามารถรัน Doom ได้ไหม? เป็นเวลาหลายสิบปีที่ Doom ถูกใช้เป็นเกณฑ์วัดผลอย่างไม่เป็นทางการสำหรับวิศวกรที่ทดสอบระบบใหม่

ตั้งแต่บริษัทเกมจากเท็กซัส id Software เปิดเผยซอร์สโค้ดของเกมในปี 1997 นักพัฒนาก็ได้พอร์ตเกมนี้ไปยังแพลตฟอร์มที่ไม่คาดคิดมากมาย เกมยิงปืนนี้ปรากฏบนแพลตฟอร์มที่ไม่คาดคิด รวมถึงแบคทีเรียในลำไส้ การทดสอบตั้งครรภ์ บนเครือข่ายบล็อกเชน ในไฟล์ PDF รถตัดหญ้าอัตโนมัติ และ CAPTCHA ที่ผู้เล่นต้องเอาชนะปีศาจเพื่อพิสูจน์ว่าตนเป็นมนุษย์ เลอฟเลอร์กล่าวว่าทีมเริ่มต้นโดยใช้โค้ดคอมพิวเตอร์ระดับต่ำที่ประดิษฐ์ขึ้นเองเพื่อให้ระบบทำงานได้ แต่ในที่สุดก็เลือกสร้างแพลตฟอร์มที่ออกแบบจากพื้นฐานเพื่อให้นักวิจัยสามารถโต้ตอบกับเซลล์ประสาทผ่านคำสั่งระดับสูงด้วยภาษา Python ง่ายๆ เมื่อ Cortical Labs สร้างแพลตฟอร์มเสร็จ การพัฒนาก็เร่งขึ้น “มันใช้เวลาไม่กี่วันแทนที่จะเป็น 18 เดือน สำหรับเซาน์ ผู้เขียนโค้ด Doom ให้เรา” เลอฟเลอร์กล่าว สอนให้เซลล์ประสาทเล่นเกม เซลล์ประสาทเรียนรู้ผ่านสัญญาณตอบรับ โดยได้รับรางวัลเล็กน้อยเมื่อเล็งเป้าหมายศัตรูถูกต้อง และรางวัลใหญ่เมื่อยิงและกำจัดเป้าหมายสำเร็จ ซึ่งช่วยเสริมสร้างพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณเหล่านั้นตามเวลา นักวิจัยจาก Cortical Labs ใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อปรับปรุงวิธีการเข้ารหัสข้อมูลเกมเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปยังเซลล์ประสาท

“เซลล์จริงๆ กำลังเรียนรู้ข้อมูลเข้า” เลอฟเลอร์กล่าว “แต่ AI ก็พยายามปรับปรุงข้อมูลเข้าเหล่านั้นเพื่อให้เซลล์ทำในสิ่งที่เราต้องการ” แม้เซลล์จะแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในการเล่น Doom เลอฟเลอร์เน้นว่าสมองของเซลล์ประสาทไม่ได้เข้าใจเกมอย่างแท้จริง “ระบบไม่ได้รู้ว่ากำลังเล่น Doom” เขากล่าว “มันได้รับสัญญาณไฟฟ้าแล้วตอบสนองออกมา” เลอฟเลอร์กล่าวว่าการทำงานกับเซลล์ประสาทที่มีชีวิตต้องใช้แนวทางที่แตกต่างจากการเขียนโปรแกรมแบบเดิม “เป็นการเปลี่ยนแปลงแนวคิดอย่างสิ้นเชิง” เลอฟเลอร์กล่าว “คุณไม่สามารถใช้ระบบคอมพิวเตอร์ธรรมดาที่คุณเขียนโปรแกรมได้ มันต้องทำด้วยทัศนคติและวิธีคิดใหม่ทั้งหมด” เกมมิ่ง เขากล่าว เป็นการแสดงให้สาธารณชนเห็นในขณะที่นักวิจัยสำรวจการใช้งานในเชิงปฏิบัติ แม้จะใช้เซลล์ประสาทที่ได้จากมนุษย์ เลอฟเลอร์กล่าวว่าระบบนี้ไม่ได้คล้ายคลึงกับการรับรู้ของมนุษย์ “แค่เพราะเป็นเซลล์มนุษย์ไม่ได้หมายความว่ามันคือมนุษย์บนจานเพาะเลี้ยง” เขากล่าว “ไม่มีตัวรับความเจ็บปวด ไม่มีโครงสร้างที่สามารถให้ฟังก์ชันระดับสูงได้”

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยเห็นพ้องว่ามีหลักฐานของความสามารถในการปรับตัวของเซลล์ประสาทนอกสมอง “เรายังเห็นความสามารถในการปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม เรายังเห็นการเรียนรู้” เลอฟเลอร์กล่าว “ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถโดยธรรมชาติของเซลล์ประสาทในการปรับตัว”