Gordon, az agyszövettel irányított robot

A brit Reading Egyetem tudósai egy élő agyszövettel irányított roboton dolgoznak. A kerekeken gördülő szerkezet szürkeállományát patkány agysejtekből rakták össze.

Az úttörő kísérlet a természetes és a mesterséges intelligencia közötti határmezsgyét igyekszik felderíteni, valamint felfedheti a memória és a tanulás alapvető építőelemeit. "A célunk az, hogy kiderítsük hogyan tárolódnak el valójában az emlékek egy biológiai agyban" - nyilatkozott szerdán Kevin Warwick professzor a kutatás egyik vezetője az AFP hírügynökségnek.

Az agysejtek egy hálózatba tömörülésének és az ott kibocsátott elektromos impulzusaik megfigyelése segíthet több neurodegeneratív betegséggel felvenni a harcot, mint például az Alzheimer és a Parkinson kór. "Ha sikerül megismernünk az általunk létrehozott apró modell-agyban végbemenő folyamatok lényegét, annak hatalmas gyógyászati eredményei lehetnek" - tette hozzá Warwick professzor.


A robot és az agy. A két egység Bluetooth-on keresztül kommunikál egymással
Gordon agya közel 300.000 aktív neuronból áll, melyeket patkány magzatok cerebrális kérgéből nyertek ki, egy enzim fürdőben választva szét egymástól. A különálló agysejteket végül egy tápanyagban gazdag közegbe helyezték egy 60 elektródát tartalmazó 8x8 centiméteres tömbben. Ez a "multi-elektróda tömb" (MET) interfészként szolgál az élő szövet és a gép között, továbbítja az agy által küldött elektromos impulzusokat a robot mozgató mechanizmusa felé, illetve fogadja a gépen elhelyezett környezetre reagáló szenzoroktól érkező jeleket.

Mivel az agy élő szövet, ezért egy speciális hőmérséklet-szabályzott egységben tárolják, ami testhőmérsékleten tartja a neuronokat. Az "agy" a "testtel" Bluetooth rádiókapcsolattal kommunikál, sem ember, sem számítógép nem avatkozik be a működésébe.

A neuronok a kezdetektől fogva igen aktívak voltak. "Körülbelül 24 órán belül megkezdik az érzékelő jelek kiküldését egymás felé, majd a kapcsolatok létesítését" - mondta Warwick. "Egy hét leforgása alatt már spontán tüzeléseket és agyszerű tevékenységet észleltünk, hasonlót a normális patkány - vagy emberi - agyban végbemenőhöz".

Külső stimuláció nélkül azonban az agy elsorvad és néhány hónapon belül elpusztul, ezért is fontosak a szenzorok és a tőlük érkező jelek. "Most azt kutatjuk, hogyan taníthatnánk a leghatékonyabban bizonyos viselkedésekre" - tette hozzá Warwick.


Bizonyos mértékig Gordon magától is tanul. Amikor például nekimegy a falnak, egy elektromos stimulációt kap szenzorjaitól, ami idővel rögzül az agyában és ha szenzorja falat észlel, akkor az agy más irányba vezeti tovább a robotot. Jelenleg 80 százalékos hatékonysággal kerüli el a fallal való ütközéseket. A tanulási folyamat elősegítése érdekében a kutatók különböző kémiai anyagokkal is kísérleteznek az adott tevékenységek során felvillanó természetes útvonalak megerősítésében vagy kioltásában. Gordon valójában több személyiséggel, azaz több MET "aggyal" rendelkezik, ami közül válogathatnak a tudósok. "Elég mókás felfedezni az agyak közötti különbségeket. Az egyik egy kicsit heves és aktív, míg a másikról már tudjuk, hogy úgysem azt fogja csinálni, amit mi szeretnénk" - mosolygott a tudós.

Főként etikai okokból nem valószínű, hogy a readingi kutatók emberi neuronokkal is kísérletezni fognak a közeli jövőben. A patkány agysejtek azonban kitűnően megfelelnek céljainak, Warwick szerint a rágcsáló és az emberi intelligencia közötti különbségek inkább mennyiségiek, mint minőségiek. A patkány agya jellemzően 1 millió neuronból épül fel, az embereknek 100 milliárd áll a rendelkezésükre. Ez alapvetően a kutatóknak kedvez, mivel egy leegyszerűsített közegként tekinthetnek a rágcsáló agyára, amiben könnyebb áttekinteni a folyamatokat, mint a tekervényes emberi agyban.

A brit kutatók azt remélik , sikerül valamilyen szinten választ kapni a jelenlegi egyik legnagyobb és legalapvetőbb kérdésre, hogyan kapcsolódik egy neuron tevékenysége egy teljes organizmus összetett viselkedéséhez.