Les cellules du cerveau humain en laboratoire apprennent à jouer au Pong plus rapidement que l’IA › Geeky News

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Une équipe de chercheurs affiliée à plusieurs institutions australiennes et britanniques a récemment appris à un groupe de cellules cérébrales humaines à jouer au célèbre jeu vidéo Pong.

Mini cerveaux de « joueurs »

Conçu par Nolan Bushnell et sorti en 1972, Pong est un jeu d’arcade de haut en bas inspiré du tennis de table. Dans sa version classique, les deux joueurs en compétition doivent déplacer verticalement leur raquette virtuelle pour garder la balle en jeu. La trajectoire de cette dernière dépend de la partie de la raquette et du cadre sur lequel elle rebondit et la vitesse de jeu augmente. progressivement au cours du tour.

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Dans un travail récemment prépublié sur le serveur bioRxiv, les chercheurs ont appris à jouer à des « mini-cerveaux » cultivés en laboratoire. Ces organoïdes étaient composés de 800 000 à 1 million de cellules cérébrales humaines vivantes dérivées de cellules souches.

Pour que ces « cyborgs cérébraux » interagissent avec un environnement virtuel, les cellules constituantes ont été cultivées dans des réseaux de microélectrodes capables de les stimuler et de détecter leur activité. Ainsi, l’activation d’électrodes à gauche ou à droite d’une matrice indiquait le groupe de cellules où se trouvait la balle par rapport à la raquette virtuelle et la fréquence de ses signaux de proximité.

Schéma détaillant la boucle « action-perception » du réseau de neurones – © Brett J. Kagan et al. / BioRxiv 2021

S’il est à noter que la version utilisée pour cette expérience était exclusivement en solo (voir schéma ci-dessus), le principe restait le même : la barre commandée par les mini-cerveaux ne pouvait que monter et descendre et devait se déplacer pour couper le chemin de la balle.

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Apprentissage éblouissant

Les cellules du cerveau ont appris à jouer au Pong de la même manière que les joueurs humains, multipliant les jeux pour mieux contrôler la raquette virtuelle et obtenir des résultats. Dans ce cas, il s’agissait d’un retour sous forme de signaux électriques aux électrodes.

Étonnamment, il n’a fallu que cinq minutes (ou 10 à 15 itérations) aux cyborgs cérébraux pour maîtriser les bases du jeu, contre près de 5 000 allers-retours en moyenne pour une intelligence artificielle. Si les cellules humaines se sont avérées beaucoup plus rapides à ce stade, les auteurs de l’étude notent que le niveau de compétition atteint était cependant nettement inférieur à celui des humains ou des systèmes d’intelligence artificielle.

Dans un avenir proche, prévoyant de dresser deux organoïdes l’un contre l’autre, l’équipe pense que de tels travaux ouvrent la voie à des améliorations substantielles des systèmes d’apprentissage automatique, ainsi qu’à leur utilisation dans des domaines tels que les essais thérapeutiques ciblés sur le cerveau.

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Mini-cerveaux en action