En résumé
- Cortical Labs a réussi à entraîner des groupes de cellules cérébrales humaines vivantes à naviguer dans Doom, trois ans après les avoir amenés à jouer à Pong.
- Le dispositif CL1 contient 200 000 neurones cultivés qui reçoivent des signaux électriques du jeu et réagissent par des actions.
- Les neurones apprennent grâce au feedback, reçoivent des récompenses en visant et en éliminant les ennemis, même s'ils ne comprennent pas qu'ils jouent.
Le défi « Doom peut-il fonctionner ? » vient de franchir sa prochaine frontière.
La startup australienne Cortical Labs, basée à Melbourne, a formé avec succès des groupes de cellules cérébrales humaines vivantes pour jouer au jeu vidéo classique de 1993.
Dans une vidéo publiée sur YouTube la semaine dernière, des chercheurs ont connecté des neurones humains vivants à un logiciel qui convertit le jeu en signaux électriques et traduit l'activité neuronale en commandes dans le jeu, permettant aux cellules de se déplacer, de réagir aux ennemis et de tirer avec des armes.
« En 2021, nous avons demandé à nos neurones de jouer à Pong. C'était en quelque sorte un premier test pour voir si nous pouvions créer un jeu intéressant qui parlerait aux gens. Mais la réponse numéro un que nous avons obtenue était : peut-il faire tourner Doom ? » Alon Loeffler, chercheur en applications chez Cortical Labs, a déclaré Décrypter.
À l'intérieur du dispositif CL1 de la société se trouvent environ 200 000 neurones humains vivants cultivés dans un réseau multi-électrodes, permettant aux chercheurs de stimuler électriquement les cellules et d'interpréter leurs réponses en temps réel.
Doom peut-il fonctionner ?
Pendant des décennies, Doom a servi 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 le code source du jeu en 1997, les développeurs l'ont porté sur une grande variété de plates-formes inattendues.
Le jeu de tir est apparu sur des plateformes inattendues, telles que des bactéries intestinales et des tests de grossesse, sur des réseaux blockchain, dans des PDF, des robots tondeuses et des défis CAPTCHA qui obligent les joueurs à vaincre des démons pour prouver qu'ils sont humains.
Loeffler a noté que l'équipe s'est initialement appuyée sur un code informatique de bas niveau improvisé pour faire fonctionner les systèmes, mais a finalement décidé de construire une plate-forme conçue dès le départ 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 au collaborateur Sean, qui a écrit le code Doom pour nous, quelques jours au lieu de 18 mois », a déclaré Loeffler.
Apprendre aux neurones à jouer
Les neurones apprennent grâce à des signaux de rétroaction, recevant de petites récompenses lorsqu'ils visent correctement un ennemi et des récompenses plus importantes lorsqu'ils parviennent à tirer et à éliminer une cible, renforçant ainsi les comportements associés à ces signaux au fil du temps.
Les chercheurs de Cortical Labs ont ensuite utilisé l’intelligence artificielle pour affiner la manière dont les informations du jeu étaient codées en signaux électriques envoyés aux neurones.
« Les cellules apprennent l'entrée », a ajouté Loeffler. « Mais l'IA essaie d'améliorer ces informations afin que les cellules fassent ce que nous voulons. »
Alors que les cellules montraient une amélioration constante en jouant à Doom, Loeffler a souligné que les neurones réagissaient aux stimuli plutôt que de réellement comprendre le jeu.
« Le système ne sait pas qu'il joue à Doom », a-t-il noté. « Il reçoit des signaux électriques puis émet des réponses. »
Loeffler a indiqué que travailler avec des neurones vivants nécessite une approche différente de celle de la programmation traditionnelle.
« C'est un changement de mentalité complètement différent », a-t-il déclaré. « Vous ne pouvez pas 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. »
Les jeux vidéo servent de démonstration publique tandis que les chercheurs explorent des utilisations pratiques, selon Loeffler.
Malgré l’utilisation de neurones d’origine humaine, Loeffler a noté que le système ne ressemble pas à la cognition humaine.
« Ce n'est pas parce que ce sont des cellules humaines qu'il y a un être humain dans cette assiette », a-t-il déclaré. « Il n'y a pas de récepteurs de douleur. Il n'y a pas de structures permettant une fonctionnalité d'ordre supérieur. »
Cependant, les chercheurs, a-t-il ajouté, constatent des preuves d'adaptabilité neuronale en dehors du cerveau.
« Nous continuons de constater une capacité d'adaptation à l'environnement. Nous continuons de constater un apprentissage », a déclaré Loeffler. « Ce qui démontre les capacités inhérentes des neurones à s'adapter. »
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