Крысы считаются одними из самых умных животных, способности которых сопоставимы с собаками, воронами и даже приматами. Недавно ученые выяснили, что они даже способны к взаимовыручке. Они отлично поддаются дрессировке, что позволяет обучать их выполнять достаточно сложные для животных задачи. К примеру, в Мозамбике их используют для обнаружения смертельно опасных мин. Но, нейроинженер Виктор Тот пошел еще дальше, он научил крыс проходить уровень в легендарной компьютерной игре Doom II. Крыса научилась расстреливать в виртуальном мире демонов и отыскивать точки выхода.

Чтобы переводить движения и мысли крыс в действия на экране монитора, инженер создал специальную установку, которую назвал “VR для крыс”. Ее основой стал так называемый трекбол, расположенный перед большим изогнутым монитором. Он представляет собой вращающийся шар, на который помещается животное. Во время бега или ходьбы, шар вращается, при этом датчики распознают движение и переносят его в игру. За успешное выполнение действий крыса получала вознаграждение.

Ученый научил крысу проходить уровень в легендарном шутере Doom II

Как крыс перенесли в виртуальную реальность

Виктор Тот не только создал установку “VR для крыс”, но и написал подробную инструкцию по ее созданию. Чтобы крыса не сваливалась с трекбола, ее удерживает за жилет роботизированная рука. Перед крысой находится трубка, по которой подается сахарная вода в качестве вознаграждения за успешные действия в игре. Следует отметить, что крыса во время обучения испытывала сильную жажду. Поэтому подсахаренная вода была для нее мощным мотиватором.

Установка для крыс, позволяющая играть в компьютерные игры

Как отмечает инженер, сложнее всего было реализовать процесс стрельбы. Животное не понимает, что стрельба — это акт убийства, пусть и виртуального персонажа. Поэтому было решено научить животное воспринимать присутствие демона как источник награды. В результате стрельба воспринимается животным как сигнал о том, что можно “доить” наградную корову. Когда выстрел попадает во врага, он приносит награду.

Также инженер предусмотрел наказание, которое выражается в виде уменьшения награды либо неприятного дуновения воздуха в морду крысы, чтобы ей было некомфортно при нападении врага. Кроме того, система наказания использовалась, чтобы крыса не палила бездумно во все подряд с целью получения вознаграждения.

“Если соотношение вознаграждений и наказаний сбалансировано, крыса должна научиться активно стрелять в демонов, избегая при этом их ударов” — говорит Виктор Тот.

Как отмечает автор, крысы десятилетиями тянули за рычаги, чтобы заработать угощение и перестать получать электрошок, поэтому ничего нового в его задумке нет. Сам выстрел крыса осуществляет путем кивка головы, который фиксируют сенсоры. Помимо датчиков и сенсоров, инженер имплантировал электроды чтобы обеспечить точную регистрацию действий и стимуляцию в процессе обучения.

Для обучения крысы игре нейроинженер имплантировал в мозг животному электроды

То есть электроды помогают не только фиксировать намерения животного выполнить то или иное действие, но и позволили обучить крысу в течение недель или месяцев выполнять определенные действия. К примеру, чтобы стимулировать непроизвольный кивок головы, автор использовал электрод, имплантированный в субталамическое ядро.

Как крысы сражались с нечистью в игре Doom II

Инженер использовал для крыс пользовательскую упрощенную версию игры Doom II, которая содержала только прямые коридоры и один выход. На карте присутствовало всего несколько врагов, причем они были бездвижными. В процессе обучения враги не нападали, а просто стояли в коридоре и мешали крысе продвигаться дальше. Возможно, в будущем крыса сможет освоить более сложный вариант игры.

Как сообщает Виктор Тот, ему не хватило времени, чтобы закрепить у крысы такое действие, как стрельба. В целом животное справилось с поставленной задачей — обучилось всем внутриигровым действиям и смогло пройти уровень. Но главное в этой работе вовсе не когнитивные способности грызунов. Разработанные в данном проекте решения могут быть использованы и на людях.

Теоретически, изобретения инженера могут помочь в развитии протезирования и интерфейсов «человек-компьютер», что упростит жизнь людям с ограниченными физическими возможностями. Кроме того, использованные автором работы технологии стимуляции мозга, могут также применяться для ускоренного обучения людей тем или иным навыкам.

источник