Wenn Gehirnzellen in Petrischalen Pong spielen

Einzelne Gehirnzellen, die im Labor in einer Petrischale gehalten werden, können sich miteinander vernetzen und dann lernen. Bereits nach wenigen Minuten sind diese Zellverbunde in der Lage, den Videospielklassiker "Pong" zu spielen. Diese Meldung ging die Tage durch die Medien – erste Veröffentlichungen gab es aber bereits im Dezember 2021. Hier ein kurzer Überblick über dieses Thema.

Es ist ein interessantes Experiment, welches ein internationales Forschungsteam durchgeführt hat. Es dreht sich um die Frage der Erforschung der Fähigkeiten von Gehirnzellen – beispielsweise von Mäusen oder von menschlichen Spendern. Die Forscher haben bis zu 800.000 dieser Nervenzellen in einer Petrischale gezüchtet, so dass die Zellen überleben konnten. Die Zellen wuchsen auf einem Elektronik-Chip, Mikroelektrodenarray (MEA), der einerseits Signale der Nervenzellen aufzeichnen kann. Gleichzeitig kann der Chip auch Signale an die Nervenzellen übermitteln, um diesen Informationen mitzuteilen.

Können Nervenzellen lernen?

Die Frage war, inwieweit die Zellen lernen, das Videospiel Pong zu spielen. Bei Pong wird ein Ball über einen Bildschirm mit Hilfe eines an einer Wand vom menschlichen Spieler bewegten Schlägers zur gegenüberliegenden Wand gespielt. Wissenschaftler von Cortical Labs haben nun eine Vorrichtung mit dem Namen DishBrain gebaut.

Auf dem betreffenden Chip wachsen etwa 800.00 Neuronen, die vom Chip die Information erhalten, wo sich der Ball befindet. Dazu werden auf der rechten oder linken Seite des Chips Elektronen gefeuert, die die Ballposition auf der Seite rechts oder links widerspiegeln. Die Entfernung des Balls zum Schläger wurde dagegen durch die Frequenz der Signale mitgeteilt.

Die Neuronen bekamen einen Information, wenn sie den Ball "getroffen" hatten. Nach Aussage der Forscher lernten die Neuronen in ca. 5 Minuten das Spiel und wie sie den Ball "als Schläger" zur gegenüberliegenden Wand zurückspielen konnten. Die Neuronen gaben die entsprechenden elektrischen Signale für den gedachten Schläger ab, die dann vom Chip an das Spielprogramm geleitet wurden. 

Der Forscher Brett Kagan sagte dazu: "Von Würmern über Fliegen bis hin zu Menschen sind Neuronen der Grundstein für allgemeine Intelligenz. Die Frage war also, ob wir mit Neuronen so interagieren können, dass wir diese inhärente Intelligenz nutzen können." Dies wurde durch das Experiment positiv beantwortet. Das Fazit des Forschers: "Wir haben gezeigt, dass wir mit lebenden biologischen Neuronen so interagieren können, dass sie ihre Aktivität verändern, was zu etwas führt, das Intelligenz ähnelt."

Nun planen die Forscher einen Test mit den Zellkulturen, wenn diese Alkohol ausgesetzt sind. So lässt sich studieren, wie betrunkene Nervenzellen reagieren. Ich hatte die Meldung zu dieser veröffentlichten Studie bereits vor ca. einigen Tagen auf Twitter (Artikel hier) gesehen. Inzwischen sind dieser Tage hier und hier deutschsprachige Beiträge erschienen.

Allerdings scheint es sich um eine Reflektion der aktuellen Veröffentlichung in einem Fachmagazin zu handeln, denn ich habe hier und hier bereits Artikel vom Dezember 2021 gefunden, die den Sachverhalt beschreiben. In diesen Artikeln ist dieses YouTube-Video eingebunden, welches den Versuchsaufbau und Spielsequenzen zeigt.