호주 멜버른에 위치한 코티컬랩스(Cortical Labs)와 멜버른대학, 유니버시티칼리지런던 등 여러 대학으로 이뤄진 연구팀이 인간과 쥐에서 채취한 뇌세포에 비디오 게임 퐁 놀이 방법을 가르치는 실험을 실시했다.
연구팀은 줄기세포 유래 인간 세포와 배아세포 유래 쥐 세포 80만 개로 만들어진 생물학적 신경망 BNN에 1972년 발표된 아케이드 게임 퐁을 플레이한다는 실험을 진행한 것. 연구 성과는 학술지 뉴런(Neuron)에 게재됐다.
연구팀은 세포 활동을 감지하고 세포를 자극할 수 있는 멀티 전극 어레이를 탑재한 디시브레인(DishBrain)을 이용해 퐁으로 조작한 패들이 공을 되돌릴 수 있었는지 여부에 대한 피드백을 BNN에 줬다. 디시브레인을 사용한 피드백이 시작된 지 5분 이내에 세포는 폰을 플레이하는 방법을 학습하기 시작했다고 한다.
학습 시간이 길어질수록 세포는 더 긴 랠리를 할 수 있게 됐다고 한다. 더구나 인간 유래 세포는 쥐 유래 세포보다 길게 폰 랠리를 할 수 있게 됐다. 연구팀은 단순함과 친숙함 뿐 아니라 기계학습에 사용된 첫 게임이었기 때문에 퐁을 선택한 것이라고 밝히고 있다.
연구팀은 퐁 외에도 486종 게임을 세포에 플레이시켜 다양한 자극에 대한 반응 혹은 반응 부족을 분석했다. 예를 들어 일부 게임에선 셀에 정보를 제공하거나 정보를 삭제해 피드백을 수행한다. 연구팀은 피드백 없이도 게임 플레이를 훈련하고 있지만 이 경우 세포가 자신의 행동이 환경에 어떻게 영향을 미쳤는지 배울 수 없었다고 한다. 연구팀은 또 술에 취하거나 약을 투여할 때 세포가 어떻게 기능하는지를 검증할 예정이며 디시브레인을 이용해 간질이나 치매 등 질병에 대해 더 자세하게 분석하는 걸 검토하고 있다고 한다.
연구팀은 이번 논문에서 피드백을 바탕으로 뉴런이 행동을 바꾼다는 걸 보여줄 수 있었기 때문에 지성과 비슷한 뭔가를 나타낼 수 있었다고 밝혔다. 이는 뉴런이 뭔지 생각하는 새로운 방법이 될 것이라며 가능한 작은 생물학적 장치라는 걸 보여줄 수 있다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.