AI leert samenwerken zoals muizen — en wat dat onthult

Muizen & machines: een parallel in samenwerking

Onderzoekers aan de Universiteit van Californië, Los Angeles (UCLA) ontdekten dat muizen en kunstmatige neurale netwerken op opmerkelijk gelijkaardige manieren leren samenwerken. Ondanks de fundamentele verschillen tussen biologische hersenen en digitale systemen, ontwikkelen beide strategieën én interne representaties voor samenwerking die opvallend overeenkomen.

Dit suggereert dat er diepgaande principes schuilen achter coöperatief gedrag — principes die niet beperkt zijn tot organisch leven, maar ook opgaan in technische systemen.

Mice and AI neural networks reveal similar patterns when learning to cooperate At a time when conflict and division dominate the headlines, a new study from UCLA finds remarkable similarities in how mice and artificial intelligence systems each develop cooperation: working together toward shared goals.

De experimentele benadering: een spiegelopdracht

Om deze parallel te onderzoeken, lieten de wetenschappers muizen taken uitvoeren waarbij ze in tweetallen moesten samenwerken. De muizen kregen een beloning alleen als ze hun acties goed timeden — in steeds krapper wordende tijdvensters (tot slechts 0,75 seconden).

Parallel daaraan trainden de onderzoekers AI-agenten via multi-agent reinforcement learning in een virtuele omgeving met een gelijksoortige taak. Op die manier was er een directe vergelijking tussen het biologische en het kunstmatige leerproces mogelijk.

Gedragsstrategieën: Wachten, naderen, interactie

Muizen leerden al snel drie sleutelstrategieën:

• Naderen van de zijde van de partner
• Wachten tot hun partner komt vóórdat ze “neus prikken”
• Interactief gedrag voorafgaand aan beslissingen

Met de voortgang van de training nam met name het interactieve gedrag sterk toe — het aantal interacties verdubbelde zelfs tijdens het leerproces.

De onderzoekers vonden dat neuronen in de anterior cingulate cortex (ACC) deze gedragingen coderen. Muizen die beter samenwerkten, vertoonden sterkere neuronale representaties van partnerinformatie. Toen ze de ACCfunctie tijdelijk onderdrukten, kelderde de coöperatie duidelijk — wat aantoont dat deze hersenregio cruciaal is voor gecoördineerd gedrag.

AI toont gelijke patronen in samenwerking

Wat de studie extra fascinerend maakt, is dat de AI-agenten haast glashelder dezelfde strategieën ontwikkelden:

• Wachtgedrag
• Nauw gecoördineerde acties
• Functionele netwerken die geassocieerd zijn met gezamenlijke stimuli

Net als bij de muizen groeide het belang van partnergerichte informatie naarmate de samenwerking verfijnder werd. Wanneer specifieke “neuronen” in het AI-systeem werden verstoord, stortte de samenwerking eveneens in — net zoals bij de muizen.

Dit wijst erop dat er in beide systemen gespecialiseerde circuits bestaan die de sleutel vormen tot succesvolle samenwerking.

Breder perspectief: Implicaties voor AI en gedragsonderzoek

Deze eerste directe vergelijking tussen biologische en kunstmatige coöperatieve leersystemen opent nieuwe deuren: door regels van samenwerking in dieren te bestuderen, kunnen we AI-systemen ontwikkelen die beter én socialer samenwerken. Omgekeerd kan AI onderzoekers helpen hypotheses over hersenfunctie te toetsen — iets dat in levende organismen vaak lastig is.

De UCLA-onderzoekers willen verder onderzoeken of soortgelijke mechanieken bestaan in andere hersengebieden die betrokken zijn bij sociaal gedrag. Zo hopen ze onder meer de neurale grondslagen van altruïsme, empathie of groepsdynamiek beter te begrijpen.

Volgens de hoofdonderzoeker, Weizhe Hong, tonen de resultaten aan dat de grens tussen biologisch en kunstmatig leren misschien minder scherp is dan gedacht:

“Beide systemen ontwikkelden onafhankelijk gelijkaardige gedragsstrategieën en neurale representaties, wat suggereert dat fundamentele berekeningsprincipes van samenwerking de biologie en techniek overstijgen.”