Первая лапка к оцифровке личности
В 2024 году консорциум FlyWire опубликовал модель мозга взрослой особи дрозофилы — мухи, питающейся соком растений. Эта структура предсказывала двигательное поведение с точностью 95 %, но она была бестелесной. Недавно компания Eon Systems использовала наработки FlyWire и симуляцию NeuroMechFly v2, чтобы воссоздать мушку в цифровом мире.
Что у мухи под капотом?
В качестве мозга авторы использовали уже существующую модель, основанную на коннектоме (описании всех нейронов и связей между ними) взрослой дрозофилы. В ней содержится примерно 140 тысяч нейронов и более 50 миллионов связей. Однако это не сверхдетальная биофизическая копия: нейроны описаны в упрощенном математическом формате LIF (leaky integrate-and-fire, то есть модель интеграции и активации с утечкой) без симуляции химии, ионных каналов и типов сигналов.
Для воссоздания тела использовали систему NeuroMechFly v2 — анатомически правдоподобную механическую модель мухи. Она симулирует суставы, контакты с поверхностью, зрение, обоняние и многое другое. Также система дает возможность деталь- но настраивать силы, столкновения и контакты, влияющие на мушку, и отслеживать необходимую информацию, например визуальные и обонятельные сигналы.
Весь цикл работы состоит из четырех частей: стимулы в виртуальном мире переводятся в сигналы сенсорных нейронов, активность передается в модель мозга, выходные импульсы преобразуются в моторные команды, тело двигается — и все повторяется сначала.
Однако сейчас мозг мушки не управляет телом напрямую. Вместо этого собираются выходы небольшого количества нейронов, отвечающие за сигналы для перемещения, поворота или опускания хоботка, а дальше контроллеры превращают импульсы в движение лапок и суставов в симуляции.
Что умеет цифровой двойник
Авторы отмечают, что на текущий момент удалось воссоздать только четыре типа поведения: поиск еды, питание, чистку и побег от угрозы.
Для первого в симуляции создана арена с источниками запаха. Муха не просто бродит по пространству, а двигается в сторону аромата. Когда виртуальное насекомое добирается до еды, оно опускает хоботок и может ее «попробовать» — это активирует вкусовые нейроны и посылает сигналы в мозг. Если стимул оказывается сладким, модель активирует моторную программу для поедания.
Чистку дрозофила осуществляет, когда ее антенны становятся слишком пыльными. Она использует передние лапы, чтобы убрать цифровые частицы грязи.
Последний тип поведения авторы реализовали с помощью большого темного объекта, надвигающегося на муху. И хотя в такой ситуации действительно активируются отвечающие за побег нейроны, создатели еще не внедрили в этот сценарий само передвижение.
Приближение к сингулярности?
Цифровая муха все еще не точная копия реальной: модель нейронов сильно упрощена, у нее отсутствуют краткосрочная память, механизмы обучения и гормонов, а связь между мозгом и телом пока задается инженерно и приближенно. Однако это первый и важный шаг: мозг можно качественно изучить, когда он связан с телом и реагирует на внешнюю среду.
На текущем этапе это не полноценная симуляция сознания, а попытка использовать существующую модель мозга для управления виртуальным телом. Авторы ставят амбициозные цели: провести такой же эксперимент с мышью, а в будущем — подарить цифровую жизнь человеку.
Фото на обложке: unsplash.com
