“Može li pokrenuti Doom?” pitanje je koje je postalo internetski klasik, test krajnjih granica za svaki novi komad tehnologije. Tijekom posljednja tri desetljeća, legendarna pucačina iz 1993. godine pokretana je na svemu, od bankomata i testova za trudnoću do traktora i bakterija E. coli. Sada je na taj popis dodan i najbizarniji “uređaj” do sada: nakupina živih ljudskih moždanih stanica uzgojenih u laboratoriju. Iako njihova vještina nije na razini iskusnog igrača, ovo postignuće australske tvrtke Cortical Labs predstavlja značajan korak prema stvaranju bioloških računala.
Od Ponga do Dooma: Ogroman skok u složenosti
Prije nego što su se uhvatile u koštac s demonskim hordama, ove su stanice svladale znatno jednostavniji zadatak. Cortical Labs je još 2021. godine dospio na naslovnice sa sustavom DishBrain, u kojem je oko 800 tisuća neurona naučilo igrati Pong, prvu videoigru u povijesti. Princip je bio relativno jednostavan: položaj loptice na ekranu pretvarao se u električne impulse na određenom dijelu čipa, a neuroni su s vremenom naučili uzvraćati “lopticu” kontrolirajući reket. No, Doom je potpuno drugačiji svijet. To je trodimenzionalno okruženje ispunjeno kaosom, neprijateljima i nepredvidivim situacijama koje zahtijevaju istraživanje i donošenje odluka u stvarnom vremenu. Za prelazak s Ponga na Doom tvrtka je razvila novu platformu, CL1, koju opisuju kao prvo “biološko računalo na kojem se može izvoditi kod”. Ključna inovacija bio je razvoj sučelja koje omogućuje programiranje u popularnom jeziku Python, što je drastično olakšalo i ubrzalo proces. To potvrđuje i činjenica da je neovisni programer Sean Cole, s relativno malo iskustva u biološkom računarstvu, uspio istrenirati neurone za osnove Dooma u otprilike sedmica dana.
​- Za razliku od rada na Pongu koji je predstavljao godine mukotrpnog znanstvenog napora, ova demonstracija obavljena je u samo nekoliko dana od strane nekoga tko je ranije imao relativno malo stručnosti u izravnom radu s biologijom. Upravo ta pristupačnost i fleksibilnost čine ovo uistinu uzbudljivim – istaknuo je Brett Kagan iz Cortical Labsa.
Kako neuroni bez očiju ‘vide’ i reagiraju?
Najveći izazov leži u činjenici da laboratorijski uzgojeni neuroni, njih oko 200 tisuća u ovom eksperimentu, nemaju oči ni bilo kakav drugi osjetilni organ. Kako bi im se premostio taj nedostatak, znanstvenici su digitalni svijet igre morali prevesti na biološki jezik neurona – elektricitet. Vizualne informacije, poput pojave neprijatelja na lijevoj strani ekrana, prevode se u specifične uzorke električne stimulacije na mikroelektrodnom nizu na kojem stanice rastu. Sustav se temelji na učenju usmjerenom prema cilju. Kada neuroni generiraju električni odgovor koji se dekodira kao ispravna akcija, poput pucanja u neprijatelja, dobivaju predvidljiv, strukturiran signal kao “nagradu”. Ako pak promaše ili naprave pogrešku, sustav im šalje kaotičan i nepredvidiv električni šum kao “kaznu”. S vremenom, stanice uče prilagođavati svoje reakcije kako bi minimizirale nepredvidive signale i postigle stabilno stanje, čime zapravo uče igrati igru. Iako su njihove performanse daleko ispod ljudskih i često “pogibaju”, pokazuju jasno namjerno ponašanje, poput okretanja prema neprijateljima i pucanja.
Više od igre: Budućnost i etička pitanja
Cilj ovog istraživanja, naravno, nije stvaranje neuronskih mreža za natjecanje u e-sportovima. Riječ je o fundamentalnom koraku prema razvoju nove vrste procesora – bioloških računala. Stručnjaci ističu kako je uspješno snalaženje u kompleksnom i neizvjesnom okruženju Dooma dokaz da biološki sustavi mogu rješavati probleme puno bliže onima iz stvarnog svijeta. Potencijalne primjene su goleme, od razvoja novih lijekova i proučavanja neuroloških bolesti poput epilepsije ili demencije, do upravljanja robotskim udovima. Neuroznanstvenik Yoshikatsu Hayashi sa Sveučilišta u Readingu ističe kako je kontroliranje lika u virtualnom okruženju zapravo pojednostavljena verzija zadatka upravljanja robotskom rukom. Osim toga, biološki sustavi su nevjerojatno energetski učinkoviti; ljudski mozak radi na snazi od oko dvadeset vata, što je neusporedivo manje od superračunala potrebnih za pokretanje složenih modela umjetne inteligencije. No, kako se eksperimenti razvijaju, tako se otvaraju i ozbiljna etička pitanja. Gdje je granica za pojavu svijesti ili osjećaja? Iako znanstvenici naglašavaju da su ovi neuroni tek biološki materijal za obradu informacija, bez ikakvog oblika samosvijesti, rasprava o etičkim normama neizbježna je kako tehnologija bude napredovala.
