Onderzoekers van UCLA laten zien dat muizen en kunstmatige intelligentie op vergelijkbare manieren leren samenwerken. Beide gebruiken vergelijkbare strategieën en denkpatronen tijdens het coördineren van acties. Dat wijst op fundamentele principes van samenwerking die zowel voor biologische hersenen als voor kunstmatige netwerken gelden.
In het onderzoek lieten wetenschappers paren muizen een taak uitvoeren waarbij ze alleen een beloning kregen als ze hun acties nauwgezet op elkaar afstemden. De tijdvensters waarin dat moest gebeuren werden gedurende het onderzoek steeds strakker; uiteindelijk moesten de dieren binnen 0,75 seconde gecoördineerd handelen om succes te hebben. Terwijl de muizen trainden registreerden de onderzoekers met een geavanceerde meettechniek de activiteit van individuele hersencellen in de zogenoemde anterior cingulate cortex (ACC) – een hersengebied.
Parallel daaraan ontwierpen ze AI’s en trainden die met een virtuele variant van dezelfde samenwerkingstaak. Zo konden ze direct vergelijken hoe biologische en kunstmatige systemen coördinatie leren. Het onderzoek is te vinden in Science.
Strategie
De muizen bleken drie ‘stappen’ te ontwikkelen die samen tot succes leidden. Ze zochten eerst de kant van hun partner op. Vervolgens wachtten ze daar tot de ander aanwezig was. Ten slotte zochten ze kort interactie voordat ze hun taak uitvoerden. Deze gedragingen namen tijdens de training duidelijk toe; met name de laatste stap kwam ruimschoots twee keer zoveel voor naarmate de coördinatie beter werd.
In de ACC vonden de onderzoekers hersencellen die zich specifiek met het samenwerken bezig leken te houden door beslissingsprocessen te codeerden. Dieren die beter samenwerkten lieten een sterkere verwerking van partnerinformatie zien. Toen de onderzoekers de activiteit in de ACC gericht remden kelderde het samenwerkingsvermogen van de muizen. Dat levert volgens het onderzoek hard bewijs op dat dit hersengebied essentieel is voor gecoördineerd gedrag.
Opvallend genoeg ontdekten de AI’s in de virtuele omgeving een strategie die sterk leek op die van de muizen. Ook zij gingen meer wachten, stemden hun acties preciezer af en lieten een duidelijke toename zien van partner¬gerichte informatie tijdens het leerproces. Uit het onderzoek blijkt dat de AI’s op de achtergrond een vergelijkbare set aan ‘samenwerkingsregels’ had ontwikkeld dat extra gevoelig was voor informatie die samenwerking vereist. Wanneer de onderzoekers vervolgens in deze AI-systemen selectief dit gebied uitschakelden stortte het samenwerkingsvermogen in. Volgens het onderzoek bevestigt dit dat gespecialiseerde gebieden vaak de motor zijn achter succesvolle coördinatie.
Principes
Volgens het team is dit de eerste directe vergelijking tussen biologische hersenen en kunstmatige netwerken waarbij het vermogen om samen te werken wordt getest. Wetenschapper Weizhe Hong zegt: “We zagen opvallende parallellen in hoe muizen en AI’s leren samenwerken. Beide groepen ontwikkelden onafhankelijk vergelijkbare gedragsstrategieën en redenatieprocessen. Dat suggereert dat er fundamentele principes aan samenwerking ten grondslag liggen die de grens tussen biologie en technologie overstijgen.”
De maatschappelijke relevantie van het onderzoek is breed. Goed samen kunnen werken is immers ontzettend belangrijk voor veel verschillende beroepen. Begrijpen hoe samenwerking ontstaat, standhoudt en stukloopt kan dan ook helpen om sociale conflicten te verminderen. Volgens Hong zijn de resultaten dan ook belangrijk te noemen. Hij zegt: “Inzicht in hoe samenwerking werkt is cruciaal om maatschappelijke uitdagingen beter aan te pakken. Door te bestuderen hoe biologische hersenen leren samen te werken begrijpen we beter de hersenprocessen die zorgen voor menselijk sociaal gedrag. Tegelijkertijd zorgt dit inzicht er ook voor dat we AI’s kunnen bouwen die beter met mensen samen kunnen werken.”
