Ученые впервые обучили искусственный мозг решать инженерные задачи

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крузе доказали, что выращенные в лаборатории органоиды мозга способны обучаться решению сложных задач при наличии правильной обратной связи. В ходе эксперимента, результаты которого опубликованы в журнале Cell Reports, нейронные сети из мышиных стволовых клеток учились удерживать в равновесии виртуальный маятник на тележке. Это классическая задача из теории управления, требующая мгновенных и точных корректировок для предотвращения падения стержня.

Ученые кодировали угол наклона маятника с помощью электрических сигналов, а ответные импульсы органоида интерпретировали как команды к движению тележки. Наилучшие результаты показала группа, получавшая адаптивную обратную связь: алгоритм анализировал прошлые попытки и стимулировал определенные нейроны высокочастотными импульсами при ухудшении показателей. Благодаря такой «тренировке» эффективность управления выросла с базовых 2,3% до 46%, что подтвердило способность биологической ткани менять конфигурацию связей под внешним воздействием.

Несмотря на успех, приобретенный навык оказался кратковременным — уже через 45 минут покоя органоиды «забывали» выученные алгоритмы. Авторы работы подчеркивают, что их целью не является создание живых компьютеров. Исследование направлено на изучение фундаментальных механизмов нейронной пластичности, что в перспективе поможет лучше понять природу неврологических заболеваний и нарушений обучаемости у людей.