DishBrain สอนเซลล์ประสาทในจานเล่น Pong ได้อย่างไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

บนแผงวงจรขนาดเล็กในห้องแล็บ มีเซลล์ประสาทที่เติบโตเป็นเครือข่ายอยู่ในของเหลวใส ๆ สายไฟไม่ได้ต่อเข้ากับสมองของคนคนหนึ่ง แต่ต่อเข้ากับแผงไมโครอิเล็กโทรดที่ส่งสัญญาณเข้าไปและอ่านการยิงสัญญาณไฟฟ้าของเซลล์กลับออกมา

ระบบนี้ชื่อ DishBrain พัฒนาโดยทีมที่มี Cortical Labs ในออสเตรเลียร่วมอยู่ด้วย งานวิจัยตีพิมพ์ในวารสาร Neuron ปี 2022 ให้เครือข่ายเซลล์ประสาทในจานทดลองรับข้อมูลของเกม Pong แบบง่าย แล้วใช้รูปแบบการยิงสัญญาณของเซลล์เป็นคำสั่งขยับแท่นรับลูก

สิ่งที่เพาะในจานคืออะไร

การทดลองใช้เซลล์ประสาทสองกลุ่ม ได้แก่ เซลล์สมองจากตัวอ่อนหนู และเซลล์ประสาทมนุษย์ที่พัฒนามาจากเซลล์ต้นกำเนิด ไม่ใช่การนำสมองมนุษย์ทั้งก้อนมาวางบนชิป งานระบุว่ามีการเพาะเซลล์ราว 800,000 เซลล์บนแผงอิเล็กโทรดความหนาแน่นสูงในแต่ละชุดทดลอง

แผงนี้ทำหน้าที่สองทางพร้อมกัน: ส่งแรงดันไฟฟ้าอ่อน ๆ เพื่อแทนข้อมูลที่เซลล์ต้องรับรู้ และบันทึกสัญญาณประสาทเพื่อนำไปแปลเป็นการขยับแท่นในเกม เซลล์จึงไม่ได้มองเห็นภาพบนจอเหมือนมนุษย์ แต่ได้รับข้อมูลตำแหน่งลูกบอลในรูปของจังหวะและตำแหน่งสัญญาณไฟฟ้า

สอนเกมด้วยสัญญาณผิดหวัง

เมื่อบอลอยู่ทางซ้ายหรือขวา นักวิจัยกระตุ้นอิเล็กโทรดคนละด้าน ความถี่ของสัญญาณใช้บอกระยะห่างระหว่างลูกบอลกับแท่นรับ หากระบบพลาดลูกบอล จะได้รับสัญญาณที่คาดเดาได้ยากกว่าเดิม เป้าคือทำให้เครือข่ายปรับรูปแบบการทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงสภาพแวดล้อมที่คาดเดายาก

ผลที่รายงานคือวัฒนธรรมเซลล์ที่ได้รับข้อมูลและผลสะท้อนกลับแบบวงปิดมีผลงานดีขึ้นภายในราว 5 นาที ขณะที่กลุ่มควบคุมซึ่งไม่ได้รับผลสะท้อนกลับไม่แสดงการเรียนรู้แบบเดียวกัน นักวิจัยวัดจากจำนวนครั้งที่รับลูกได้และระยะเวลาการเล่น ไม่ได้ให้เซลล์ผ่านด่านเกมเต็มรูปแบบ

ประเด็นที่มักถูกเล่าคลาดเคลื่อนคือ DishBrain ไม่ได้พิสูจน์ว่าเซลล์เหล่านี้ “ชนะ AI” และงานตีพิมพ์ปี 2022 ไม่ได้สรุปว่าเร็วกว่า AI ทั่วไป 15 เท่า การเปรียบเทียบความสามารถของระบบชีวภาพกับปัญญาประดิษฐ์ต้องกำหนดงาน ชุดข้อมูล พลังงาน และเกณฑ์วัดให้ตรงกันก่อน

คำว่า “สมอง” ต้องระวังแค่ไหน

DishBrain เป็นเครือข่ายเซลล์ประสาทในห้องแล็บที่เชื่อมกับชิป ไม่ใช่สมองจำลองขนาดย่อมหรือออร์แกนอยด์ที่มีโครงสร้างครบแบบสมอง คำว่า synthetic biological intelligence ในงานนี้ใช้เรียกพฤติกรรมที่เซลล์ปรับการยิงสัญญาณต่อข้อมูลและผลลัพธ์ที่ได้รับ

ชื่อบทความมีคำว่า “sentience” แต่ผลทดลองไม่ได้ยืนยันว่าเซลล์มีสติ ความรู้สึก หรือประสบการณ์แบบมนุษย์ สิ่งที่หลักฐานรองรับคือการเปลี่ยนรูปแบบกิจกรรมของเครือข่ายเซลล์ให้ทำภารกิจเฉพาะได้ดีขึ้นภายใต้ผลสะท้อนกลับแบบเรียลไทม์

เหตุผลที่งานนี้มีความหมาย

คุณค่าหลักของ DishBrain อยู่ที่การสร้างวงจรทดลองที่เชื่อมเซลล์มีชีวิตกับโลกดิจิทัลอย่างวัดผลได้ นักวิจัยอาจใช้ระบบลักษณะนี้ศึกษาผลของยา โรคทางระบบประสาท หรือหลักการเรียนรู้ระดับเซลล์ โดยดูผลต่อพฤติกรรมของเครือข่ายได้ทันที

Cortical Labs นำแนวคิดนี้ต่อยอดเป็นคอมพิวเตอร์ชีวภาพที่ใช้เซลล์ประสาทบนชิป แต่เส้นทางยังอยู่ในระยะเริ่มต้น การทำให้ระบบมีเสถียรภาพ ทำซ้ำผลได้ และกำหนดกรอบจริยธรรมสำหรับเซลล์ประสาทมนุษย์ เป็นเงื่อนไขสำคัญก่อนพูดถึงการใช้งานในวงกว้าง

ภาพของเซลล์ในจานที่ขยับแท่นรับลูก Pong จึงไม่ได้หมายความว่าเกิด “สมองคนในคอมพิวเตอร์” ขึ้นแล้ว มันแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทที่มีชีวิตสามารถรับข้อมูล ปรับกิจกรรม และสร้างผลลัพธ์ต่อสภาพแวดล้อมดิจิทัลได้ในระดับหนึ่ง