Мозг мухи загрузили в симуляцию и заставили управлять виртуальным телом

Искусственный интеллект долгое время стремился подражать возможностям человеческого разума через вычислительные системы. Компания Eon Systems пошла другим путём. Она создала цифровую копию мозга взрослой плодовой мушки — 125 000 нейронов и 50 миллионов синаптических связей — и поместила её внутрь виртуальной среды, напоминающей «Матрицу».

Призрак в симуляции

В видеоролике, опубликованном сооснователем Eon Systems Алексом Вайснер-Гроссом, муха в грубой анимации разминает ноги внутри виртуальной песочницы, потирает передние лапки и пьет из маленькой миски своим хоботком.

«Десятилетия эмуляция всего мозга была заманчивым аналогом искусственного интеллекта, — написал Вайснер-Гросс. — Скопировать биологический мозг, нейрон за нейроном и синапс за синапсом, и запустить его».

Создатели утверждают, что простая демонстрация имеет далеко идущие последствия. Вайснер-Гросс заявил, что видео демонстрирует то, что компания считает «первым в мире воплощением эмуляции всего мозга, которое порождает множественное поведение».

От карты мозга к движению

Эксперимент опирается на исследование старшего учёного Eon Филиппа Шиу и его коллег, опубликованное в журнале Nature в 2024 году. Тогда исследователи заявили, что создали полную вычислительную модель мозга плодовой мухи для «изучения свойств цепей, отвечающих за пищевое поведение и груминг».

Команда использовала существующий проект FlyWire — возглавляемую Принстоном попытку создать полную схему связей мозга мухи. В своём исследовании они обнаружили, что вычислительная модель предсказывает моторное поведение виртуальной мухи с 95-процентной точностью.

«Мы показываем, что активация вкусовых нейронов, чувствительных к сахару или воде, в вычислительной модели точно предсказывает нейроны, которые реагируют на вкусы и необходимы для инициирования кормления», — говорится в статье.

Замкнутый цикл

Теперь учёные Eon Systems соединили всё воедино, предоставив disembodied мозгу «место, куда можно пойти». Используя симуляционную среду NeuroMechFly v2, разработанную нейроинженерами Швейцарского федерального технологического института в Лозанне, команда интегрировала «эмуляцию мозга на основе коннектома Eon с физически симулированным телом мухи».

«Результат: множественные различные виды поведения, управляемые собственной динамикой цепей эмулированного мозга, — написал Вайснер-Гросс. — Сенсорный вход поступает, нейронная активность распространяется через полный коннектом, моторные команды выходят наружу, и физически симулированное тело выполняет команду, впервые замыкая петлю от восприятия к действию в полной эмуляции мозга».

Вайснер-Гросс утверждает, что эксперимент значительно опирается на предыдущие исследования, в том числе на работу команды DeepMind, которая моделировала нейронные пути мухи, используя «обучение с подкреплением, а не динамику нейронов на основе коннектома, для управления симулированным телом».

Путь к мыши и человеку

Eon Systems надеется продвинуть идею ещё дальше, сначала завершив «цифровую эмуляцию мозга мыши», а в конечном счёте — «эмуляцию человеческого масштаба». Это несколько пугающая мысль: виртуальный человеческий мозг делает свои первые шаги, отдалённо напоминающие техники обучения с подкреплением, позволяющие виртуальным фигуркам учиться ходить — от неуклюжего ползания до гораздо более умелого бега.

Даже мозг мыши имеет более чем в 500 раз больше нейронов, чем мозг мухи. Анализ сенсорных входов, симуляция нейронной активности и отправка моторных команд во многие части человеческого тела — задача чрезвычайно сложная.

«Если мозг мухи теперь может замкнуть сенсомоторную петлю в симуляции, то вопрос для мыши становится вопросом масштаба, а не принципа», — написал Вайснер-Гросс.

«Посмотрите на видео внимательно, — добавил он. — То, что вы видите, — не анимация. Это не политика обучения с подкреплением, имитирующая биологию. Это копия биологического мозга, соединённого нейрон за нейроном из данных электронной микроскопии, работающая в симуляции и заставляющая тело двигаться».

«Призрак больше не в машине, — заключил он. — Машина становится призраком».