Neuronas humanas en un plato Master Pong: un gran avance en la inteligencia biológica sintética Dominan Pong sin intervención humana o de computadora. En un estudio pionero en la revista Neuron, los investigadores demostraron que las neuronas humanas y de ratón cultivadas en un plato de laboratorio pueden aprender a jugar el clásico videojuego Pong de la década de 1970. Este notable logro, dirigido por el Dr. Brett Kagan y su equipo en Cortical Labs en Melbourne, Australia, muestra el potencial de la inteligencia biológica sintética y abre nuevas vías para comprender cómo las neuronas procesan la información y se adaptan a entornos dinámicos. El sistema, denominado "DishBrain", fusiona células cerebrales vivas con tecnología avanzada, ofreciendo información sobre la inteligencia, el aprendizaje y las posibles aplicaciones en neurociencia e inteligencia artificial (IA). El sistema DishBrain: una fusión de biología y tecnología El sistema DishBrain es una plataforma pionera que integra aproximadamente 800,000 neuronas vivas, ya sea derivadas de cerebros de ratones embrionarios o células madre pluripotentes inducidas por humanos, en una matriz de microelectrodos. Esta matriz, un chip de silicio alojado en una placa de Petri, sirve como interfaz entre las neuronas biológicas y un entorno digital. Los electrodos pueden entregar impulsos eléctricos para estimular las neuronas y registrar su actividad, creando un sistema de circuito cerrado donde las neuronas reciben retroalimentación en tiempo real en función de sus acciones. En el experimento, las neuronas se conectaron a una computadora que ejecuta una versión simplificada de Pong, un juego similar al tenis en el que los jugadores mueven una paleta para golpear una pelota de un lado a otro. La matriz de microelectrodos se dividió en regiones sensoriales y motoras. Los electrodos en la región sensorial enviaron señales para indicar la posición de la pelota, mientras que los de las regiones motoras interpretaron la actividad neuronal como comandos para mover la paleta hacia arriba o hacia abajo. Para que la tarea fuera factible, los investigadores ajustaron el juego: la paleta era más grande, la pelota se movía más lentamente y no había oponente, con el objetivo de maximizar la duración del peloteo en lugar de ganar un partido. Aprender a través de la retroalimentación: el principio de la energía libre Las neuronas aprendieron a jugar Pong en solo cinco minutos, mejorando su rendimiento con el tiempo. Este rápido aprendizaje fue impulsado por un mecanismo de retroalimentación arraigado en el principio de energía libre, una teoría propuesta por el coautor, el profesor Karl Friston. De acuerdo con este principio, las neuronas buscan minimizar la imprevisibilidad (o entropía) en su entorno. En el experimento, cuando las neuronas golpearon con éxito la pelota, recibieron un estímulo eléctrico predecible, reforzando la conectividad y actuando como recompensa. Cuando fallaron, recibieron un estímulo impredecible y más intenso, que interrumpió la red neuronal y alentó la adaptación para evitar tales resultados. Durante 20 minutos, las neuronas aumentaron su capacidad para mantener los rallies, y las neuronas humanas superaron a las neuronas de ratón, logrando tiempos de rally significativamente más largos. Esta diferencia se alinea con investigaciones anteriores que sugieren que las neuronas humanas tienen una mayor capacidad de procesamiento de información que las neuronas de roedores. Los "picos" sincronizados de actividad eléctrica en la red neuronal se hicieron más fuertes con cada golpe exitoso, lo que indica que las neuronas estaban adaptando su comportamiento para lograr el objetivo de golpear la pelota de manera más consistente. Implicaciones para la neurociencia y la IA El experimento DishBrain es un hito importante en la comprensión de cómo las neuronas aprenden y procesan la información fuera del contexto de un organismo vivo. El Dr. Kagan sugiere que este trabajo demuestra la "inteligencia biológica sintética", donde las neuronas exhiben un comportamiento dirigido a un objetivo similar a la sensibilidad, definida aquí como la capacidad de sentir y responder al entorno, aunque no es equivalente a la conciencia. son emocionantes.