In een poging om de werking van het menselijk brein na te bootsen in een kunstmatig gecreëerd algoritme, richtten wetenschappers hun aandacht op astrocyten - gespecialiseerde zenuwcellen die samenwerken met neuronen.
De meeste mechanismen en computermodellen die door kunstmatige intelligentie worden bestuurd, zijn gebaseerd op de manier waarop neuronen op elkaar inwerken - gespecialiseerde hersencellen, waartussen een zenuwimpuls wordt overgedragen. Slechts een deel van de hersenactiviteit wordt gereproduceerd in machines en de invloed van andere cellen van het zenuwstelsel op de signaaloverdracht wordt volledig genegeerd.
Al meer dan honderd jaar geloofden wetenschappers dat neuronen de enige deelnemers zijn aan een complex "mail" -systeem dat berichten van de hersenen naar "geadresseerden" stuurt - organen, weefsels, cellen - en vice versa. Pas onlangs is het ware doel van andere zenuwcellen - astrocyten, die twee keer zoveel ruimte in de hersenen innemen als neuronen - naar voren gekomen.
Astrocyten, die lijken op sterren met stralen in hun vorm, vullen niet alleen de "lege" ruimte, zoals eerder aan hen werd gedacht. De asteriskcellen bepalen, net als sorteercentra, de richting en de manier waarop de "berichten" die neuronen uitwisselen. Het zijn de astrocyten die verantwoordelijk zijn voor het leren en vormen van patronen voor dezelfde ritmische acties, zoals lopen, en zijn ook betrokken bij het uit dienst sturen van "postbodes" om te rusten - om te helpen dode neuronen uit de hersenen te verwijderen.
Wetenschappers van de Rutgers University waren de eersten die de nog steeds slecht begrepen functies van astrocyten overzetten naar kunstmatige intelligentie en de structuur, werking en training van kunstmatige neurale netwerken fundamenteel veranderen. In een artikel gepubliceerd op de arXiv preprint-site en gepresenteerd op de ICONS 2020-conferentie in juli, lieten de onderzoekers zien wat er in astrocyten gebeurt wanneer ze interageren met neuronen, en presenteerden ze ook de eerste robot die wordt aangedreven door een neuraal astrocytisch netwerk.
Het bleek dat astrocyten, die informatie over de omgeving ontvangen, interageren met neuronen en de aard van hun interactie met elkaar bepalen. Toen wetenschappers een neuromorfe centrale patroongenerator (CPG), uitgerust met kunstmatige astrocyten, plaatsten in speciale neuromorfe chips die een zespotige robot besturen, zagen ze een fundamenteel andere beweging: soepeler en meer "levend".
Konstantinos Mikhmizos, assistent-professor informatica aan de Rutgers University en hoofdauteur van de studie, gelooft dat de controlesignalen die kunstmatige astrocyten doorgeven aan kunstmatige neuronen, robots minder afhankelijk maken van omgevingsfactoren en een betere regulering van beweging mogelijk maken. De methode om kunstmatige intelligentie te construeren met behulp van de functies van astrocyten is al opgenomen in het curriculum van studenten aan de Rutgers University.
Promotie video:
