Ученые соединили три выращенных в лаборатории «мини-мозга» и обнаружили, что вместе они научились различать сигналы, чего не смогли сделать по отдельности или даже парами. Работа опубликована в журнале Communications Biology.
Речь идет об органоидах — крошечных комочках нервной ткани, выращенных из человеческих стволовых клеток. Ученые Токийского университета разместили их на чипах, покрытых электродами, и соединили в сети из одного, двух или трех органоидов, а затем стимулировали электрическими импульсами.
Только конфигурации из трех соединенных органоидов продемонстрировали зачатки обучения. Сети учились определять, из какой из двух точек пришел сигнал, по картине возникающей нервной активности. Поначалу точность была около 50% — на уровне случайного угадывания, — но после двух недель повторяющейся стимуляции заметно выросла. Реакции становились быстрее, стабильнее и лучше различались в пространстве.
Авторы называют это «очень базовой формой обучения» и подчеркивают: важна именно архитектура сети. Похоже, для появления обучения ткани нужна определенная структура и достаточное число связанных модулей — одного или двух органоидов не хватает. Это помогает понять, как модульное устройство мозга поддерживает обработку информации. При этом речь идет о примитивной нервной ткани, а не о «разуме в пробирке»: такие органоиды не обладают сознанием, и исследование скорее проясняет базовые принципы работы нейронных сетей, чем приближает к созданию искусственного мозга.
Органоиды — быстрорастущая область биологии: из стволовых клеток выращивают миниатюрные подобия органов, чтобы изучать их развитие и болезни, не прибегая к опытам на людях. Мозговые органоиды особенно интересны и одновременно поднимают этические вопросы, поэтому ученые подчеркивают их примитивность. Работа важна не обещанием «мыслящих» систем, а тем, что показывает: способность к обучению рождается из определенной структуры связей.
Ранее биолог развеял миф о том, что воспоминания могут храниться в почках.