Ученые подключили оцифрованный мозг мертвой мухи к роботу, и он начал двигаться

Исследователи создали точную цифровую копию нервной системы дрозофилы и подключили ее к механическому телу. Теперь виртуальные нейроны отдают команды реальным моторам, заставляя робота двигаться. О необычном эксперименте рассказал журнал Cell.

Ученые воссоздали в цифровом виде работу примерно 166 тысяч нейронов мухи. Эта виртуальная схема получает сигналы от внешних датчиков и управляет движениями робота. Получается, что «мозг» существует внутри компьютера, а физическое тело находится в реальном мире. Это масштабное достижение стало результатом примерно 10 лет совместной работы исследователей из института HHMI Janelia, компании Google Research и других научных групп.

На сегодняшний день это самая полная и крупная карта мозга в мире: она включает более 166 тысяч нейронов и около 125 миллионов синаптических связей. Ученые подчеркивают, что такая биологическая модель гораздо ближе к пониманию работы человеческого мозга, чем обычные математические алгоритмы. Исследователи разрезали мозг и центральную нервную систему мухи на микроскопически тонкие слои и сфотографировали каждый из них с помощью электронного микроскопа.

Получив миллионы двумерных снимков, они с помощью искусственного интеллекта и мощных компьютеров объединили их в трехмерную структуру, определив границы отдельных нейронов. При этом ИИ здесь использовался не для генерации чего-то нового, а лишь для реконструкции реальной биологической ткани. После автоматической обработки карту тщательно проверяли и исправляли люди.

В итоговую модель также вошла вентральная нервная цепочка, которая у насекомых выполняет функции, схожие со спинным мозгом у позвоночных. Оцифрованная нервная система была выложена в открытый доступ, и энтузиасты со всего мира уже начали проводить с ней удивительные эксперименты в виртуальных средах. Одним из самых ярких проектов стал DOOMFLY, разработанный Алексом Вормутом.

В этой симуляции каждый кадр из игры Doom преобразуется в сигналы для виртуальных зрительных нейронов мухи. Активность проходит по реконструированной нейросети, и выходные сигналы превращаются в конкретные команды для игрового персонажа: движение, повороты и стрельбу. Более того, если персонаж получает урон, система искусственно стимулирует определенные «дофаминовые» клетки мухи (PPL101), передает журнал Cell.

Индийский стартап Dognosis разрабатывает метод первичного скрининга рака, при котором собаки распознают характерный запах болезни, а нейросеть анализирует их реакцию.