Мозок кількох щурів з`єднали в мережу

Група нейрофізіологів з Університету Дьюка об`єднала мозок чотирьох живих щурів в єдину розподілену мережу. Спільними зусиллями щури змогли давати більш точний прогноз погоди, ніж поодинці. Робота опублікована в журналі Scientific Reports

Вчені імплантували кожної щура дві групи електродів, розташованих на різних півкулях мозку. Перша група повинна була стимулювати мозок щурів, а друга записувала нервову активність в соматосенсорной корі і передавала її в центральний комп`ютер. Мозок кожної щури був приєднаний безпосередньо до комп`ютера і скоммутірован з мізками всіх інших щурів в групі.

Разом система працювала таким чином. Комп`ютер реєстрував одночасну активність сукупності нейронів (від 15 до 66 в різних пробах) всіх чотирьох щурів. Після чого в реальному часі аналізував її, а потім знову транслював в соматосенсорную кору тварин за допомогою методу інтрокортікальной мікростимуляції. Така «жива архітектура» дозволила вирішити ряд класичних обчислювальних задач, наприклад, дискретну класифікацію або обробку зображень. Однак найцікавішим з поставлених групою експериментів стало передбачення погоди.

Спочатку щурів натренували синхронізувати свою мозкову активність. Для цього їх на час позбавляли води, після чого комп`ютер посилав сигнали в одну і ту ж популяцію нейронів кожної щури. Ці сигнали оброблялися мозком щурів, а результат обробки реєструвався протилежної групою електродів. Таким чином, виходила як би одношарова нейросеть. Отримана відповідь аналізувався комп`ютером, і в тому випадку якщо він був в достатній мірі синхронізованим - щурам давали попити. Стійкий результат вдавалося отримати вже після 10 проб.

Щоб передбачити погоду, вчені використовували мережу тільки з трьох щурів. Першою з них посилалися два типи стимулів: стимул 1 - якщо температура повітря підвищувалася протягом 10 годин і стимул 2 - якщо вона, навпаки, знижувалася. Двом іншим щурам передавалися сигнали про атмосферний тиск: стимул 3 при його підвищенні і стимул 4 при зниженні. Спільна оцінка комбінацій стимулів дає можливість оцінити ймовірність опадів. У тому випадку, якщо щури обробляли інформацію про стимулах узгоджено, точність прогнозів в 1,5 рази перевершувала таку у щура.

Вчені припускають, що такий живий аналог паралельних обчислень стане прообразом майбутніх біонейрокомпьютеров. Їх поява була вже передбачено в киберпанке. Так у фільмі «Джонні Мнемоник» фігурує колишній військовий дельфін, здатний зламати будь-який код. Раніше ця ж група продемонструвала, що кілька мавп здатні синхронізувати роботу свого головного мозку в інтерфейсі «мозок-комп`ютер» для досягнення спільної мети.

Поділися в соціальних мережах: