Des cellules cérébrales humaines apprennent à jouer à Doom dans une expérience de Cortical Labs

Le défi "Peut-il exécuter Doom ?" vient de franchir sa prochaine frontière.

La startup Cortical Labs, basée à Melbourne en Australie, a réussi à entraîner des amas de cellules cérébrales humaines vivantes à naviguer dans le jeu vidéo classique de 1993.

Dans une vidéo publiée sur YouTube la semaine dernière, les chercheurs ont connecté des neurones humains vivants à un logiciel qui convertit le gameplay en signaux électriques et traduit l'activité neuronale en contrôles dans le jeu, permettant aux cellules de se déplacer, de réagir aux ennemis et de tirer avec des armes.

"En 2021, nous avons fait fonctionner Pong sur les neurones. C'était en quelque sorte un premier test pour voir si nous pouvions avoir un jeu sympa qui parle aux gens. Mais la réponse numéro un que nous avons reçue est : peut-il exécuter Doom ?" a déclaré Alon Loeffler, scientifique d'application chez Cortical Labs, à Decrypt.

À l'intérieur de l'appareil CL1 de l'entreprise se trouvent environ 200 000 neurones humains vivants cultivés sur un réseau multi-électrodes, permettant aux chercheurs de stimuler électriquement les cellules et d'interpréter leurs réponses en temps réel.

Peut-il exécuter Doom ?

Depuis des décennies, Doom sert de référence non officielle pour les ingénieurs testant de nouveaux systèmes.

Depuis que le développeur de jeux vidéo id Software, basé au Texas, a publié publiquement le code source du jeu en 1997, les développeurs l'ont porté sur une large gamme de plateformes inattendues.

Le jeu de tir est apparu sur des plateformes inattendues, notamment des bactéries intestinales et des tests de grossesse, sur des réseaux blockchain, dans des PDF, des tondeuses à gazon robotisées et des défis CAPTCHA qui obligent les joueurs à vaincre des démons pour prouver qu'ils sont humains.

Loeffler a déclaré que l'équipe s'est initialement appuyée sur du code informatique de bas niveau improvisé pour rendre les systèmes fonctionnels, mais a finalement décidé de construire une plateforme conçue de zéro pour permettre aux chercheurs d'interagir avec les neurones via des contrôles de haut niveau utilisant de simples commandes Python.

Une fois que Cortical Labs a construit la plateforme, le développement s'est accéléré.

"Il a fallu quelques jours au collaborateur, Sean, qui a écrit le code de Doom pour nous, au lieu de 18 mois", a déclaré Loeffler.

Apprendre aux neurones à jouer

Les neurones apprennent par le biais de signaux de rétroaction, recevant de petites récompenses lorsqu'ils visent correctement un ennemi et des récompenses plus importantes lorsqu'ils tirent et éliminent avec succès une cible, renforçant les comportements associés à ces signaux au fil du temps.

Les chercheurs de Cortical Labs ont ensuite utilisé l'intelligence artificielle pour affiner la façon dont les informations du jeu étaient encodées en signaux électriques envoyés aux neurones.

"Les cellules apprennent réellement l'entrée", a déclaré Loeffler. "Mais ensuite, l'IA essaie d'améliorer cette entrée pour essayer de faire faire aux cellules ce que nous voulons qu'elles fassent."

Bien que les cellules aient montré une amélioration constante en jouant à Doom, Loeffler a souligné que les neurones réagissaient aux entrées plutôt que de vraiment comprendre le jeu.

"Le système ne sait pas réellement qu'il joue à Doom", a-t-il déclaré. "Il reçoit des signaux électriques et crache ensuite des réponses."

Loeffler a déclaré que travailler avec des neurones vivants nécessite une approche différente de la programmation traditionnelle.

"C'est un changement de mentalité complètement différent", a déclaré Loeffler. "Vous ne pouvez pas simplement avoir ce type normal de système informatique que vous programmez. Cela doit être fait avec une toute nouvelle attitude et une toute nouvelle façon de voir les choses."

Le jeu, a-t-il dit, sert de démonstration publique pendant que les chercheurs explorent des utilisations pratiques.

Malgré l'utilisation de neurones d'origine humaine, Loeffler a déclaré que le système ne ressemble pas à la cognition humaine.

"Ce n'est pas parce que ce sont des cellules humaines que c'est un humain dans cette boîte", a-t-il déclaré. "Il n'y a pas de récepteurs de douleur. Il n'y a pas de structures qui pourraient permettre une fonctionnalité d'ordre supérieur."

Malgré cela, les chercheurs, a-t-il dit, voient des preuves d'adaptabilité neuronale en dehors du cerveau.

"Nous voyons toujours l'adaptabilité à l'environnement. Nous voyons toujours l'apprentissage", a déclaré Loeffler. "Ce qui vous montre le type de capacités inhérentes des neurones à s'adapter."