Células Cerebrales Humanas Aprenden a Jugar Doom en Experimento de Cortical Labs

El desafío "¿Puede ejecutar Doom?" acaba de cruzar su siguiente frontera.

La startup Cortical Labs, con sede en Melbourne, Australia, ha entrenado con éxito grupos de células cerebrales humanas vivas para navegar en el videojuego clásico de 1993.

En un video publicado en YouTube la semana pasada, los investigadores conectaron neuronas humanas vivas a software que convierte el gameplay en señales eléctricas y traduce la actividad neuronal en controles dentro del juego, permitiendo que las células se muevan, reaccionen a los enemigos y disparen armas.

"En 2021, logramos que Pong funcionara con las neuronas. Fue como una especie de primera prueba para ver si podíamos tener algún tipo de juego genial que hablara a la gente. Pero entonces la respuesta número uno que recibimos fue, ¿puede ejecutar Doom?" dijo Alon Loeffler, científico de aplicaciones en Cortical Labs, a Decrypt.

Dentro del dispositivo CL1 de la compañía hay aproximadamente 200,000 neuronas humanas vivas cultivadas en una matriz de múltiples electrodos, lo que permite a los investigadores estimular las células eléctricamente e interpretar sus respuestas en tiempo real.

¿Puede ejecutar Doom?

Durante décadas, Doom ha servido como punto de referencia no oficial para ingenieros que prueban nuevos sistemas.

Desde que el desarrollador de videojuegos id Software, con sede en Texas, lanzó públicamente el código fuente del juego en 1997, los desarrolladores lo han portado a una amplia gama de plataformas inesperadas.

El shooter ha aparecido en plataformas inesperadas, incluyendo bacterias intestinales y pruebas de embarazo, en redes blockchain, en PDF, cortadoras de césped robóticas y desafíos CAPTCHA que requieren que los jugadores derroten demonios para demostrar que son humanos.

Loeffler dijo que el equipo inicialmente dependió de código de computación de bajo nivel improvisado para hacer que los sistemas fueran funcionales, pero finalmente decidió construir una plataforma diseñada desde cero para permitir a los investigadores interactuar con las neuronas a través de controles de alto nivel usando comandos simples de Python.

Una vez que Cortical Labs construyó la plataforma, el desarrollo se aceleró.

"Le tomó al colaborador, Sean, quien escribió Doom, el código para nosotros unos pocos días en lugar de 18 meses", dijo Loeffler.

Enseñando a las neuronas a jugar

Las neuronas aprenden a través de señales de retroalimentación, recibiendo pequeñas recompensas cuando apuntan correctamente a un enemigo y recompensas más grandes cuando disparan y eliminan exitosamente un objetivo, reforzando los comportamientos asociados con esas señales con el tiempo.

Los investigadores de Cortical Labs luego utilizaron inteligencia artificial para perfeccionar cómo la información del juego se codificaba en señales eléctricas enviadas a las neuronas.

"Las células están realmente aprendiendo la entrada", dijo Loeffler. "Pero luego la IA está tratando de mejorar esa entrada para intentar lograr que las células hagan lo que queremos que hagan".

Si bien las células mostraron una mejora constante mientras jugaban Doom, Loeffler enfatizó que las neuronas reaccionaron a las entradas en lugar de comprender verdaderamente el juego.

"El sistema en realidad no sabe que está jugando Doom", dijo. "Está recibiendo señales eléctricas y luego emitiendo respuestas".

Loeffler dijo que trabajar con neuronas vivas requiere un enfoque diferente al de la programación tradicional.

"Es un cambio completamente diferente de mentalidad", dijo Loeffler. "No puedes simplemente tener este tipo normal de sistema informático que estás programando. Necesita hacerse con una actitud completamente nueva y una forma completamente nueva de ver las cosas".

Los juegos, dijo, sirven como una demostración pública mientras los investigadores exploran usos prácticos.

A pesar de usar neuronas derivadas de humanos, Loeffler dijo que el sistema no se parece a la cognición humana.

"Solo porque son células humanas no significa que haya un humano en ese plato", dijo. "No hay receptores del dolor. No hay estructuras que puedan permitir una funcionalidad de orden superior".

A pesar de esto, los investigadores, dijo, ven evidencia de adaptabilidad neuronal fuera del cerebro.

"Todavía vemos adaptabilidad al entorno. Todavía vemos aprendizaje", dijo Loeffler. "Lo que te muestra el tipo de habilidades inherentes de las neuronas para adaptarse".