Een team onderzoekers uit Australië en het VK hebben een “mini-brein” gebouwd uit menselijke hersencellen die in een laboratorium zijn gekweekt. Vervolgens leerden zij de artificiële hersenen het videospelletje Pong spelen.

In hun paper, gepubliceerd in het vakblad Neuron, spreken de wetenschappers van een brein in een schaaltje, dat op basis van stimuli “in reële tijd” kan reageren op zijn omgeving. Het is echter niet de eerste keer dat zo’n artificieel brein werd gekweekt, maar het is wel de eerste keer dat die gekoppeld werd en interageerde met een externe omgeving.

Mini-hersenen werden voor het eerst geproduceerd in 2013 om microcephalie te onderzoeken, een genetische aandoening die ervoor zorgt dat de hersenen van patiënten te klein zijn. Sindsdien worden ze gebruikt om een reeks andere zaken te onderzoeken die te maken hebben met de ontwikkeling van het brein. 

800.000 hersencellen

Voor dit onderzoek werd een combinatie van menselijke hersencellen, ontwikkeld uit stamcellen, en cellen van muisembryo’s gebruikt om een artificieel brein te bouwen. Dat bevatte uiteindelijk zo’n 800.000 hersencellen. Ter vergelijking: de menselijke hersenen bevat zo’n 86 miljard neuronen en bijna evenveel niet-neuronale hersencellen.

Via elektroden werd het mini-brein verbonden met een computer, waarop het spel Pong werd afgespeeld. Dat is een populair videospel uit de jaren 1970 dat gebaseerd is op tafeltennis. Spelers nemen het tegen elkaar of een computer op om een balletje achter het batje van de tegenstander te krijgen. 

De enige informatie die werd doorgestuurd naar het mini-brein, was de locatie van de bal en de afstand ervan tot het batje. De hersencellen gebruikten die informatie om het spel te leren spelen. Hoe langer ze bezig waren, hoe minder energie ze daarvoor nodig hadden, wat erop duidt dat ze hun gedrag aanpasten en efficiënter leerden spelen. Het duurde bovendien slechts vijf minuten om te leren hoe het spel werkte.

Wat is het nut?

Brett Kagan, een van de onderzoekers die het brein ontwikkelde, hoopt dat de techniek in de toekomst kan worden gebruikt om ziektes zoals Alzheimer’s aan te pakken, meldt de BBC. Dat zou kunnen door medicatie te testen op mini-breinen. Kagan en de andere onderzoekers benadrukken wel dat die niet zelfbewust zijn en dat zij zullen samenwerken met bio-ethici om ervoor te zorgen dat toekomstige iteraties dat ook niet zullen worden. 

Intussen zegt Kagan al een volgend experiment te willen uitvoeren. Hij wil testen hoe de mini-breinen Pong spelen wanneer zij onder de invloed van alcohol zijn. Als de resultaten gelijkaardig zijn als wanneer mensen dronken zijn, zou dat bevestigen dat de mini-breinen werken zoals de onze. Dat zou meer zekerheid bieden dat zij kunnen dienen voor verdere experimenten. 

(jvdh)