Im Labor gezüchtete Gehirnzellen spielen Pong

Im Labor gezüchtete Gehirnzellen lernen, Pong zu spielen. Dies kann bei der Entwicklung von Behandlungen und Medikamenten sehr hilfreich sein.

Forscher, die im Labor Gehirnzellen gezüchtet haben, behaupten, ihnen das Tischtennisspielen beigebracht zu haben . Wissenschaftler des Startup-Unternehmens Cortical Labs sagen, es sei das erste Beispiel eines „Mini-Gehirns“, das darauf trainiert wurde, bestimmte Aufgaben auszuführen. „Es kann Informationen von einer externen Quelle empfangen, verarbeiten und in Echtzeit darauf reagieren“, sagte Dr. Brett Kagan, Hauptautor des Neurone-Artikels, gegenüber der BBC.

Im Labor gezüchtete Gehirnzellen lernen, Pong zu spielen

Eine Kultur von 800.000 Gehirnzellen ist als DishBrain bekannt. Die Wissenschaftler platzierten Mauszellen (aus fötalen Gehirnen gewonnen) und menschliche Zellen aus Stammzellen auf einem Elektrodenarray, das mit Pong verbunden war, erklärt The Age. An die Neuronen gesendete elektrische Impulse zeigten die Position des Balls im Spiel an, und dann bewegte das Netzwerk den Schläger entsprechend den Signalen der Neuronen nach oben oder unten. DishBrain erhielt ein lautes sequentielles Feedback-Signal (eine Art Reiz), wenn der Schläger den Ball traf, und einen kurzen zufälligen Impuls, wenn der Schläger nicht traf.

Die Forscher, die davon überzeugt sind, dass diese Kultur zu primitiv ist, um bewusst zu sein, stellten fest, dass DishBrain Anzeichen von „offensichtlichem Lernen über fünf Minuten unauffälliges Echtzeitspiel unter kontrollierten Bedingungen“ zeigte. Nach 20 Minuten Pong-Spielen verbesserte sich die Kultur , und die Wissenschaftler sagen, dass dies darauf hindeutet, dass sich die Zellen neu organisiert, Netzwerke entwickelt und wirklich gelernt haben.

„Sie änderten ihre Aktivität sehr konsequent und verhielten sich wie ein dynamisches System“, erklärte Dr. Brett Kagan. „Zum Beispiel nimmt die Fähigkeit von Neuronen, ihre Aktivität aufgrund von Erfahrungen zu ändern und anzupassen, mit der Zeit zu, was mit dem übereinstimmt, was wir über die Lernraten von Zellen gesehen haben.“

Dies kann bei der Entwicklung von Behandlungen und Medikamenten sehr hilfreich sein.

Zukünftig werden sich Forscher darauf konzentrieren zu verstehen, wie Drogen und Alkohol die Fähigkeit von DishBrain, Tischtennis zu spielen, beeinflussen, um zu testen, ob diese Kultur als Ersatz für ein vollwertiges menschliches Gehirn dienen kann. Dr. Brett Kagan hofft auch, dass DishBrain (oder eine zukünftige Version davon) zum Testen von Behandlungen für Erkrankungen wie Alzheimer eingesetzt werden kann.

Inzwischen haben Forscher der Stanford University Stammzellen aus menschlichem Gehirngewebe gezüchtet und sie neugeborenen Ratten transplantiert. Diese „Gehirn“-Organellen haben sich in das eigene Gehirn der Nagetiere integriert. Einige Monate später fanden Wissenschaftler heraus, dass diese Organellen etwa ein Drittel der Gehirnhälften von Ratten ausmachen und perfekt in die Gehirnschaltkreise von Nagetieren integriert sind. Wie Wired erklärt, könnten diese Organoide zur Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen oder zur Erprobung von Medikamenten zur Behandlung neuropsychiatrischer Erkrankungen eingesetzt werden. Wissenschaftler können auch untersuchen, wie genetische Defekte in Organellen das Verhalten von Tieren beeinflussen können.