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Jul 02, 2023

호주군 자금 컴퓨터 칩과 뇌세포 합병

이 기사는 세상을 변화시키는 기술에 대한 주간 가이드인 Future Explored의 기사입니다. 여기에서 구독하시면 매주 목요일 아침 받은 편지함으로 이와 같은 기사를 바로 받아보실 수 있습니다. 그만큼

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호주군은 페트리 접시에서 지능적인 "미니 두뇌"를 키우는 프로젝트에 자금을 지원하고 있습니다. 목표는 이러한 "DishBrains"를 사용하여 더 나은 AI를 설계하고 궁극적으로 두 가지를 결합하여 인간 뇌 세포의 처리 기능과 병합된 AI를 만드는 것입니다.

과학자들은 적절한 조건을 조성함으로써 줄기세포가 다른 기관, 심지어 뇌의 구조와 기능과 유사한 3차원 조직인 "오가노이드"로 성장하도록 유도할 수 있습니다.

이것들은 실제 뇌만큼 크거나 정교하지는 않지만 서로 전기 신호를 보낼 수 있는 뉴런을 포함하고 있어 의료 분야의 뇌 연구에 유용합니다.

예를 들어, 독일 과학자들은 최근 뇌 유기체를 HSV-1 바이러스로 감염시켜 치명적인 뇌 질환인 헤르페스 뇌염을 치료할 수 있는 잠재적으로 더 나은 방법을 발견했습니다.

뇌 유기체는 뇌의 구조와 기능을 닮은 작은 세포 덩어리입니다.

2022년 호주 모나쉬 대학교(Monash University)의 연구원들은 뇌 유기체를 이용해 전례 없는 일을 했습니다. 그들은 지능과 유사한 것을 보여주기 위해 세포 덩어리를 얻었습니다.

이를 위해 그들은 미세 전극 배열 위에 인간의 뇌 세포를 성장시켰습니다. 이는 신경 신호를 보내거나 받기 위해 일부 뇌 임플란트에 사용되는 것과 동일한 장치입니다.

그런 다음 플레이어가 패들을 위아래로 움직여 튀는 공의 경로를 가로채는 테니스와 유사한 컴퓨터 게임인 Pong을 플레이하도록 두뇌 유기체를 훈련시켰습니다.

이는 공의 경로와 패들의 위치를 ​​나타내기 위해 어레이의 특정 부분에 있는 전극을 자극함으로써 수행되었습니다. 그런 다음 뇌 유기체는 특정 전극을 자극하여 패들을 위아래로 움직이는 신호를 생성할 수 있습니다.

시스템을 훈련시키기 위해 연구자들은 창의력을 발휘해야 했습니다.

학습에 대한 보상을 쉽게 받을 수 있는 동물과 달리 뉴런 덩어리에게는 보상을 줄 수 없습니다. 대신, 연구자들은 "자유 에너지 원리"라는 것을 이용하여 세포에 "동기를 부여"했습니다.

이 이론은 뇌가 환경에 대해 알고 있는 정보를 사용하여 장애를 최소화할 가능성이 있는 예측을 한다는 생각에 기초합니다. 더 많이 학습할수록 올바른 예측을 하는 능력이 향상되고, 환경이 바뀌면 예측을 조정합니다.

"디지털 모델이 시도하고 모방하는 것부터 시작하겠습니다."

탁구 게임을 하는 DishBrain의 경우, 공이 패들과 접촉할 때 연구원들은 예측 가능한 방식으로 오가노이드를 자극했습니다. 즉, 모든 전극에 걸쳐 동일한 시간 동안 동일한 전압이 발생했습니다.

그들은 또한 공이 패들을 지나갈 경우 무작위 전극을 발사하여 예측할 수 없는 방식으로 자극했습니다.

연구 기간 동안 이 자극을 받은 뇌 유기체는 공을 놓치기 전까지 버틸 수 있는 평균 시간이 '상당히 증가'한 것으로 나타났습니다. 그러한 자극을 받지 않은 오가노이드는 아무런 증가도 나타내지 않았습니다.

생명공학 스타트업 Cortical Labs의 CSO이자 수석 저자인 브렛 케이건(Brett Kagan)은 “우리는 살아있는 생물학적 뉴런의 활동을 수정하여 지능과 유사한 결과를 도출하는 방식으로 살아있는 생물학적 뉴런과 상호 작용할 수 있다는 것을 보여주었습니다.”라고 말했습니다.

2023년 7월, Monash University와 Cortical Labs는 호주의 국가 정보 및 보안 발견 연구 보조금 프로그램을 통해 DishBrains를 추가로 연구하기 위해 약 $400,000 USD($600,000 AUD)를 확보했다고 발표했습니다.

이 연구의 목표는 AI 알고리즘에 영향을 주지만 인간의 두뇌에는 영향을 미치지 않는 문제, 즉 치명적인 망각에 대한 해결책을 찾는 것입니다.

"뇌는 여전히 현대 컴퓨터와 비교할 수 없습니다."

사람들은 한 가지를 배우고 다른 것을 배울 때 그 지식을 유지할 수 있지만 AI의 경우에는 그렇지 않습니다. 새로운 것을 가르칠 때 이전에 배운 정보를 종종 "잊는" 경우가 있습니다.