眾所周知,人類(lèi)的大腦是非常復(fù)雜的生物系統(tǒng),它非常神秘,又和每個(gè)人的生活息息相關(guān)。據(jù)了解,人腦擁有上千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元);神經(jīng)元之間有復(fù)雜的神經(jīng)纖維連接,通過(guò)百萬(wàn)億個(gè)連接點(diǎn)(突觸)形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和主導(dǎo)各種腦功能的神經(jīng)環(huán)路,產(chǎn)生了情緒、語(yǔ)言、記憶和意識(shí)。可以說(shuō)人腦很可能是整個(gè)生物世界中最復(fù)雜的器官,長(zhǎng)期以來(lái)一直是科學(xué)家們著迷的對(duì)象。
據(jù)最新一期《神經(jīng)元》雜志,人類(lèi)和小鼠的神經(jīng)元在一個(gè)碟子里學(xué)會(huì)了玩電子游戲。研究團(tuán)隊(duì)首次證明,一個(gè)培養(yǎng)皿中的80萬(wàn)個(gè)腦細(xì)胞可以執(zhí)行目標(biāo)導(dǎo)向的任務(wù),即使是在培養(yǎng)皿中的腦細(xì)胞,也可以表現(xiàn)出固有的智力,隨著時(shí)間的推移改變它們的行為。這項(xiàng)研究在疾病建模、藥物發(fā)現(xiàn)以及擴(kuò)展當(dāng)前對(duì)大腦如何工作、智力如何產(chǎn)生的理解方面具有重要作用。
“從蠕蟲(chóng)到蒼蠅再到人類(lèi),神經(jīng)元是廣義智能的起點(diǎn)。”論文第一作者、澳大利亞墨爾本皮層實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)官布雷特·卡根說(shuō),“所以問(wèn)題是,我們能否以某種方式與神經(jīng)元互動(dòng),以利用這種固有的智能?”
實(shí)驗(yàn)中,研究小組從小鼠胚胎和人類(lèi)干細(xì)胞中分別提取了腦細(xì)胞,并將它們培養(yǎng)在既可以接受刺激,又可以讀取它們的活動(dòng)的微電極陣列上。
首先,研究人員將這些神經(jīng)元連接到一臺(tái)電腦上,這樣神經(jīng)元就會(huì)收到關(guān)于游戲中的球拍是否正在擊球的反饋。然后,他們使用電子探頭監(jiān)測(cè)神經(jīng)元的活動(dòng)和對(duì)這種反饋的反應(yīng)。
神經(jīng)元移動(dòng)球拍和擊球的次數(shù)越多,電子探頭記錄的“尖峰”就越強(qiáng)。當(dāng)神經(jīng)元失誤時(shí),他們的游戲方式會(huì)被皮層實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的軟件程序“批評(píng)”。這表明神經(jīng)元可以實(shí)時(shí)地以目標(biāo)導(dǎo)向的方式活動(dòng),以適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。
“對(duì)細(xì)胞施加了不可預(yù)測(cè)的刺激,系統(tǒng)作為一個(gè)整體會(huì)重組其活動(dòng),以更好地玩游戲,并將隨機(jī)反應(yīng)降至最低。”卡根說(shuō)。
這種學(xué)習(xí)背后的理論植根于自由能原理。簡(jiǎn)而言之,即大腦通過(guò)改變世界觀或行為來(lái)適應(yīng)環(huán)境,以更好地適應(yīng)周?chē)氖澜纭?span style="display:none">1qh28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com
研究人員表示,這種教導(dǎo)細(xì)胞培養(yǎng)物執(zhí)行表現(xiàn)出智商的任務(wù)的新能力,開(kāi)啟了未來(lái)新的可能性,將對(duì)技術(shù)、健康和社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在研究新藥或基因療法在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的反應(yīng)時(shí),這些發(fā)現(xiàn)還提高了創(chuàng)建動(dòng)物試驗(yàn)替代方案的可能性。
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