En Resumen
- Cortical Labs logró entrenar grupos de células cerebrales humanas vivas para navegar Doom, tres años después de lograr que jugaran Pong.
- El dispositivo CL1 contiene 200.000 neuronas cultivadas que reciben señales eléctricas del juego y responden con acciones dentro de él.
- Las neuronas aprenden mediante retroalimentación, recibiendo recompensas al apuntar y eliminar enemigos, aunque no comprenden que están jugando.
El desafío "¿Puede correr Doom?" acaba de cruzar su próxima frontera.
La startup australiana Cortical Labs, con sede en Melbourne, ha logrado entrenar con éxito grupos de células cerebrales humanas vivas para jugar el videojuego clásico de 1993.
En un video publicado en YouTube la semana pasada, investigadores conectaron neuronas humanas vivas a un software que convierte el juego en señales eléctricas y traduce la actividad neuronal en controles dentro del juego, permitiendo que las células se muevan, reaccionen ante enemigos y disparen armas.
"En 2021, logramos que las neuronas jugaran Pong. Fue una especie de primera prueba para ver si podíamos tener algún juego interesante que le hablara a la gente. Pero la respuesta número uno que obtuvimos fue: ¿puede correr Doom?", dijo Alon Loeffler, científico de aplicaciones en Cortical Labs, a Decrypt.
Dentro del dispositivo CL1 de la empresa hay aproximadamente 200.000 neuronas humanas vivas cultivadas en un arreglo de múltiples electrodos, lo que permite a los investigadores estimular las células eléctricamente e interpretar sus respuestas en tiempo real.
¿Puede correr Doom?
Durante décadas, Doom ha servido como un benchmark no oficial para ingenieros que prueban nuevos sistemas.
Desde que el desarrollador de videojuegos id Software, con sede en Texas, publicó el código fuente del juego en 1997, los desarrolladores lo han portado a una amplia variedad de plataformas inesperadas.
El shooter ha aparecido en plataformas inesperadas, como bacterias intestinales y pruebas de embarazo, en redes blockchain, en PDFs, cortadoras de césped robóticas, y desafíos CAPTCHA que obligan a los jugadores a derrotar demonios para demostrar que son humanos.
Loeffler señaló que el equipo inicialmente se apoyó en código de computación de bajo nivel improvisado para hacer funcionar los sistemas, pero finalmente decidió construir una plataforma diseñada desde cero para permitir a los investigadores interactuar con las neuronas mediante controles de alto nivel usando simples comandos de Python.
Una vez que Cortical Labs construyó la plataforma, el desarrollo se aceleró.
"Le tomó al colaborador, Sean, quien escribió el código de Doom para nosotros, unos pocos días en lugar de 18 meses", afirmó Loeffler.
Enseñando a las Neuronas a Jugar
Las neuronas aprenden mediante señales de retroalimentación, recibiendo pequeñas recompensas cuando apuntan correctamente a un enemigo y recompensas mayores cuando logran disparar y eliminar un objetivo, reforzando así los comportamientos asociados a esas señales con el tiempo.
Los investigadores de Cortical Labs utilizaron luego inteligencia artificial para perfeccionar la forma en que la información del juego se codificaba en señales eléctricas enviadas a las neuronas.
"Las células están aprendiendo el input", agregó Loeffler. "Pero la IA intenta mejorar ese input para que las células hagan lo que queremos".
Si bien las células mostraron una mejora constante mientras jugaban Doom, Loeffler enfatizó que las neuronas reaccionaban a los estímulos en lugar de comprender realmente el juego.
"El sistema no sabe que está jugando Doom", señaló. "Recibe señales eléctricas y luego emite respuestas".
Loeffler indicó que trabajar con neuronas vivas requiere un enfoque distinto al de la programación tradicional.
"Es un cambio de mentalidad completamente diferente", dijo. "No puedes tener este tipo normal de sistema informático que programas. Debe hacerse con una actitud completamente nueva y una forma completamente nueva de ver las cosas".
Los videojuegos sirven como una demostración pública mientras los investigadores exploran usos prácticos, según Loeffler.
A pesar de utilizar neuronas de origen humano, Loeffler señaló que el sistema no se asemeja a la cognición humana.
"El hecho de que sean células humanas no significa que haya un ser humano en ese plato", dijo. "No hay receptores de dolor. No hay estructuras que permitan una funcionalidad de orden superior".
Sin embargo, los investigadores, agregó, observan evidencias de adaptabilidad neuronal fuera del cerebro.
"Seguimos viendo adaptabilidad al entorno. Seguimos viendo aprendizaje", afirmó Loeffler. "Lo que demuestra las capacidades inherentes de las neuronas para adaptarse".