خلايا دماغية بشرية على شريحة تتعلم لعب Doom في أسبوع

تمكّنت شركة أسترالية من تمكين شريحة تحتوي على خلايا دماغية بشرية من لعب لعبة الفيديو Doom باستخدام واجهة برمجة بسيطة. تم تطوير التكنولوجيا بواسطة Cortical Labs، والتي تسمح بالتدريب السريع وتشير إلى تقدم نحو تطبيقات حوسبة بيولوجية عملية. يبرز الخبراء إمكانيتها في التعامل مع مهام معقدة مثل التحكم الروبوتي.

Cortical Labs، شركة أسترالية، قد تقدمت في رقائق الحاسوب المعتمدة على الخلايا العصبية، مما يسمح لمجموعة من الخلايا الدماغية البشرية بلعب لعبة Doom الكلاسيكية التصويب الأول. الشريحة، التي تحتوي على نيورونات حية مزروعة على مصفوفات ميكروإلكترودات، أدت أفضل من المدخلات العشوائية لكنها تأخرت عن اللاعبين البشر الماهرين. يبني هذا التطور على إنجاز الشركة في عام 2021، عندما تم تدريب رقائق تحتوي على أكثر من 800,000 خلية دماغية على مدار سنوات للعب Pong. يستخدم النظام الجديد واجهة متوافقة مع لغة البرمجة Python، مما يبسط العملية. قام المطور المستقل Sean Cole بتدريب الشريحة على لعب Doom في حوالي أسبوع. «على عكس عمل Pong الذي قمنا به قبل بضع سنوات، والذي استغرق سنوات من الجهد العلمي الشاق، تم إنجاز هذه العرض في غضون أيام بواسطة شخص كان لديه خبرة قليلة سابقًا في العمل مباشرة مع البيولوجيا»، قال Brett Kagan من Cortical Labs. «إن هذه الوصولية وهذه المرونة هي ما يجعلها مثيرة حقًا». استخدمت هذه الشريحة الأحدث حوالي ربع عدد النيورونات المستخدمة في إعداد Pong وتعلمت أسرع من نماذج التعلم الآلي التقليدية القائمة على السيليكون. أشار Kagan إلى أن مثل هذه الأنظمة البيولوجية تعمل كمواد فريدة لمعالجة المعلومات، مختلفة عن الدماغ البشري. «نعم، إنها حية، ونعم، إنها بيولوجية، لكن ما يُستخدم حقًا هو مادة يمكنها معالجة المعلومات بطرق خاصة جدًا لا نستطيع إعادة إنتاجها في السيليكون». أشاد الخبراء بالقفزة من Pong إلى Doom. قال Andrew Adamatzky من University of the West of England في بريستول، المملكة المتحدة: «Doom أكثر تعقيدًا بكثير من العروض السابقة، وتفاعل ناجح معها يبرز تقدمًا حقيقيًا في كيفية التحكم في أنظمة النيورونات الحية وتدريبها». وصف Steve Furber من University of Manchester، المملكة المتحدة، ذلك بأنه ترقية كبيرة، على الرغم من أن الأسئلة تظل حول كيفية معالجة النيورونات للمدخلات البصرية بدون عيون أو فهم أهداف اللعبة. يرى Yoshikatsu Hayashi من University of Reading، المملكة المتحدة، الذي يعمل على حواسيب مشابهة قائمة على الهيدروجيل للذراعين الروبوتيتين، تشابهات. «[لعب Doom] مثل نسخة أبسط من التحكم في ذراع كامل»، قال. أضاف Adamatzky: «ما هو مثير هنا ليس فقط أن نظامًا بيولوجيًا يمكنه لعب Doom، بل أنه يمكنه التعامل مع التعقيد وعدم اليقين واتخاذ القرارات في الوقت الفعلي». هذا يشير إلى توافق أقرب مع احتياجات الحوسبة الهجينة المستقبلية، مثل التحكم في الروبوتات.

مقالات ذات صلة

Researchers observing a detailed mouse cortex simulation on Japan's Fugaku supercomputer, with a colorful 3D brain model on screen.
صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

يجري الباحثون محاكاة مفصلة لقشرة الدماغ لدى الفأر على حواسيب الفوق اليابانية Fugaku

من إعداد الذكاء الاصطناعي صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي تم التحقق من الحقائق

علماء من معهد ألين وجامعة الاتصالات الكهربائية في اليابان قد بنوا أحد أكثر النماذج الافتراضية تفصيلاً لقشرة دماغ الفأر حتى الآن، محاكين حوالي 9 ملايين خلية عصبية و26 مليار اتصال عصبي عبر 86 منطقة على حواسيب الفوق Fugaku.

العلماء على وشك محاكاة الدماغ البشري باستخدام أقوى حواسيب فائقة في العالم، بهدف كشف أسرار وظائف الدماغ. يقود الباحثون في مركز جوليخ للبحوث في ألمانيا المشروع، الذي يستفيد من حاسوب JUPITER الفائق لنمذجة 20 مليار خلية عصبية. يمكن لهذا الاختراق اختبار نظريات حول الذاكرة وتأثيرات الأدوية التي لا تستطيع النماذج الأصغر تحقيقها.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

طور باحثون في جامعة ناغويا باليابان نماذج دماغية مصغرة باستخدام الخلايا الجذعية لدراسة التفاعلات بين المهاد والقشرة. كشف عملهم عن الدور الرئيسي للمهاد في نضج الشبكات العصبية القشرية. قد تساهم النتائج في تطوير أبحاث الاضطرابات العصبية مثل التوحد.

مقالة مراجعة بقلم بورجان ميلينكوفيتش وجان أرو تجادل بأن معاملة العقل كبرمجيات تعمل على أجهزة قابلة للتبادل غير مناسبة لكيفية حساب الدماغ فعليًا. يقترح المؤلفون "الحوسبة البيولوجية"، إطارًا يربط الإدراك و(ربما) الوعي بالحوسبة الهجينة والمتعددة المقاييس والمشكلة بقيود الطاقة.

من إعداد الذكاء الاصطناعي تم التحقق من الحقائق

أفاد باحثون من جامعة كاليفورنيا في إيرفاين بأن نظام التعلم الآلي المسمى SIGNET يمكنه استنتاج روابط السبب والنتيجة بين الجينات في نسيج الدماغ البشري، مكشفًا عن إعادة تخطيط واسعة لتنظيم الجينات، خاصة في الخلايا العصبية المنشطة، في مرض ألزهايمر.

يقول باحثون في جامعة تكساس إيه آند إم إنهم طوروا «شريحة وعاء» قابلة للتخصيص تعيد إنشاء الأشكال المعقدة لأوعية الدم البشرية —بما في ذلك الفروع والانتفاخات الشبيهة بالأم الدموية والتضيقات الشبيهة بالضيق— حتى يتمكن العلماء من دراسة كيفية تأثير تدفق الدم المعدل على الخلايا البطانية وتقييم العلاجات المحتملة دون الاعتماد على نماذج حيوانية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

لقد صمم الباحثون بروتينًا يكتشف الإشارات الدقيقة للغلوتامات بين الخلايا العصبية، مكشفًا جانبًا مخفيًا سابقًا من التواصل الدماغي. تسمح هذه الأداة بمراقبة فورية لكيفية معالجة خلايا الدماغ للمعلومات الواردة، مما قد يعزز الدراسات حول التعلم والذاكرة والاضطرابات العصبية. تبرز النتائج، المنشورة في Nature Methods، اختراقًا في علم الأعصاب.

 

 

 

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض