|
Мозги в пробирке научились читать шрифт Брайля
|
|
|
|
Перспективное направление органоидного интеллекта получило серьёзный стимул к развитию — впервые выращенный из стволовых клеток человека массив нервной ткани смог разобраться со шрифтом Брайля, обработав тактильные данные до определения отдельных символов. Учёные заявляют, что это прорыв.
|
|
|
|
Исследователи из Бристольского университета (Bristol University) использовали органоиды переднего мозга размером менее миллиметра каждый, содержащие около 10 000 нейронов и вспомогательные клетки. Их выращивали на мультиэлектродных матрицах, позволяющих подавать электрические импульсы и регистрировать активность нервных клеток по всей площади колонии.
|
|
|
|
Данные для передачи в «мозг» формировались тактильным сенсором Evetac, с помощью которого сканировали комбинации выпуклых точек, соответствующих 26 буквам шрифта Брайля. Затем полученные данные преобразовывали в электрические импульсы, кодируя информацию в амплитуде, частоте и фазе сигнала, и подавали на органоиды (на электроды матрицы), а возникающую после этого нейронную активность регистрировали теми же электродами и передавали алгоритму машинного обучения на компьютере.
|
|
|
|
Для определения букв применялся метод опорных векторов (SVM), классифицирующий характерные узоры нейронной активности. Один органоид обеспечивал точность определения букв на уровне 61 %, а объединение данных трёх органоидов повышало её до 83 %. В дополнительном испытании система с органоидами оказалась устойчивее к искусственным помехам, чем алгоритм, непосредственно обрабатывавший зашумлённые входные данные, что даёт надежду на превосходство биологических систем в сфере обработки данных «живыми» нейронными сетями.
|
|
|
|
|
|
|
Стоит отметить, что учёные пока затрудняются сказать, почему совместная работа трёх органоидов дала лучший результат, чем одного. Одна из гипотез заключается в том, что различия в нейронных связях и активности отдельных структур позволяют получать взаимодополняющую информацию. Это как привлечь для наблюдений трёх разных людей, у которых будет свой индивидуальный взгляд на одну и ту же вещь, но в целом это создаст более полное представление о наблюдаемом объекте.
|
|
|
|
Также важно отметить, что эксперимент проводился без обратной связи о правильности распознавания букв. Органоиды получали информацию, но она не подкреплялась. Иначе говоря, обучения не происходило. Для учёных важно было понять принципиальную возможность обработки органоидами изначально тактильной информации, и они её показали.
|
|
|
|
В дальнейшем исследователи намерены изучать обработку других тактильных сигналов, включая информацию о текстуре и границах предметов, а также возможность создания замкнутых систем с обратной связью. Биогибридные вычисления рассматриваются как перспективное направление, однако практическое превосходство таких систем над обычными электронными процессорами пока не доказано, хотя очень хочется это сделать.
|
|
|
|
Источник
|
