Post #13956

Муха, муха-цокатуха В марте две тысячи двадцать шестого года американский стартап Eon Systems представил то, что многие называют первым полноценным воплощением цифровой эмуляции целого мозга плодовой мушки дрозофилы. Основой стала подробнейшая карта нейронных связей, созданная в рамках проекта FlyWire ещё в две тысячи двадцать четвёртом году. Учёные тогда полностью реконструировали центральный мозг взрослой мухи, насчитывающий около ста сорока тысяч нейронов и примерно пятьдесят миллионов синаптических соединений, причём каждый нейрон и каждая связь были получены путём электронно-микроскопического сканирования и тщательной ручной и автоматической обработки огромного массива изображений. Команда Eon взяла эту статическую карту, известную как коннектом, и превратила её в динамическую вычислительную модель. Они применили относительно простую нейронную динамику в стиле leaky integrate-and-fire, где сигналы распространяются по реальным биологическим связям, а тип нейромедиатора определяет, возбуждает ли синапс следующий нейрон или тормозит его. Раньше эта модель уже показывала, что структура связей сама по себе позволяет довольно точно предсказывать реакции мозга на сенсорные стимулы, например, на вкус сахара или прикосновение к усикам, вызывая поведение кормления или чистки. Но мозг оставался «бестелесным». Теперь исследователи замкнули петлю: подключили эмулированный мозг к физически реалистичной модели тела мухи, созданной в рамках проекта NeuroMechFly и запущенной в симуляторе MuJoCo. Тело имеет суставы, мышцы, массу и взаимодействует с виртуальной средой по законам физики. Сенсорные входы от зрения, обоняния или осязания поступают в мозг, активность распространяется по всем ста сорока тысячам нейронов, моторные команды выходят к мышцам, и тело начинает двигаться. В результате виртуальная муха самостоятельно ходит, останавливается, чистит усики ногами и, почувствовав сладкий запах, выдвигает хоботок, чтобы «поесть». Всё это происходит без дополнительного машинного обучения или заранее прописанных скриптов поведения — действия возникают естественным образом из самой архитектуры реального мозга. Эта разработка вызвала большой интерес, потому что стала первым случаем, когда целая эмуляция мозга, построенная строго по биологическому коннектому, управляла физическим телом и демонстрировала сразу несколько естественных поведенческих паттернов в замкнутой петле восприятие-действие. Конечно, модель пока остаётся упрощённой: она не учитывает все биофизические детали нейронов, не включает весь спинной нервный ганглий и пока работает в довольно простом виртуальном мире. Тем не менее, даже такие результаты показывают, насколько мощной может быть структура реальных нейронных связей сама по себе. Eon Systems рассматривает этот проект как важный шаг на пути к более сложным эмуляциям, следующим на очереди стоит мозг мыши с его десятками миллионов нейронов, а в долгосрочной перспективе — и человеческий. Пока же цифровая мушка продолжает удивлять учёных тем, как близко к реальности можно воспроизвести поведение, просто скопировав «проводку» живого существа.