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Intelligenz: Neurone in der Petrischale lernen Pong spielen

Eine Zellkultur, die ein Computerspiel bedienen kann? Das geht tatsächlich: In einem Experiment konnten Forscher Neuronen beibringen, das Videogame »Pong« zu spielen.
Zwei Personen spielen das Computerspiel Pong auf einem kleinen alten Bildschirm.
Das Computerspiel »Pong«, 1972 veröffentlicht, wurde schnell ein weltweit beliebtes Videospiel. Das Spielprinzip ähnelt dem von Tischtennis. Jeder der beiden Spieler bewegt einen Strich (Schläger), um einen Punkt (Ball) abzuwehren, der sich hin- und herbewegt. Schafft er es nicht, bekommt der Gegner einen Punkt.

Ein Team um Karl Friston vom University College London hat Gehirnzellen in einer Petrischale beigebracht, das Videogame »Pong« zu spielen. Hierbei müssen senkrechte Balken auf dem Bildschirm nach oben und nach unten gelenkt werden, um einen hin- und herspringenden Ball abzufangen. In dem Experiment steuerten die Nervenzellen die Balken.

Die Wissenschaftler hatten zunächst Neurone aus Stammzellen von Menschen oder Mäusen gezüchtet. Diese kultivierten sie auf Mikroelektroden, die an das Spiel »Pong« angeschlossen waren. Mit Hilfe der Elektroden konnten die Experten den Zellverband an verschiedenen Stellen stimulieren. Um den Neuronen beizubringen, den Ball zu treffen, machten sie sich die Theorie der freien Energie zu Nutze: Nervenzellen reagieren auf eine Art und Weise, die eine für sie vorhersehbare Umgebung erzeugt. Das senkt den Energieaufwand und erhöht die Überlebenschance. Somit sollte es möglich sein, ihr Verhalten zu beeinflussen, indem unvorhersehbare Rückmeldungen nach »falschen« Reaktionen gegeben werden. Die Wissenschaftler gingen wie folgt vor: Elektrische Reize zeigten Position und Weg des Balls auf dem Chip an, deren Frequenz die Nähe zum Schläger. »Trafen« die Neurone den virtuellen Ball, reagierten sie also mit einer Aktivität, welche die Eingangssignale widerspiegelte, so stimulierten die Fachleute sie erneut an der gleichen Stelle und mit gleicher Frequenz. »Trafen« sie ihn nicht, so regte das Team das Netzwerk an zufälligen Regionen und mit unterschiedlichen Frequenzen an. Zudem startete das Spiel neu und der Ball begann seinen Weg an einer unvorhersehbaren Position. Innerhalb weniger Minuten lernten die Nervenzellen das Spielprinzip. Die Arbeit sei ein Beweis dafür, dass Neurone in einer Schale lernen und grundlegende Anzeichen von Intelligenz zeigen können, so Brett Kagan, Erstautor der Studie.

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