Forscher trainierten ein digitales Fliegengehirn, um Videospiele zu spielen

• Google hat ein 3D-Modell des Gehirns einer Fliege mit 166.000 Neuronen erstellt
• Enthusiasten haben die digitale Fliege gelehrt, DOOM, Beat Saber und andere Spiele zu spielen
• In Beat Saber zeigte das Modell beeindruckendere Ergebnisse
• Die Experimente eröffnen neue Möglichkeiten für das Studium neuronaler Systeme

Das Unternehmen Google hat eine vollständige dreidimensionale Rekonstruktion des Gehirns und des zentralen Nervensystems eines erwachsenen männlichen Fruchtfliegen gemacht. Wissenschaftler haben gemeinsam mit dem Forschungszentrum HHMI Janelia und der wissenschaftlichen Gemeinschaft Millionen von zweidimensionalen Bildern kombiniert, um ein detailliertes digitales Modell zu erstellen. Es enthält mehr als 166.000 Neuronen und soll Forschern helfen, die Mechanismen der Gehirnfunktion auf zellulärer Ebene besser zu verstehen.

Kurz nach der Veröffentlichung der Ergebnisse beschlossen Programmierer und Enthusiasten, das digitale Modell auf ungewöhnliche Weise zu nutzen. Das erste Experiment bestand darin, eine virtuelle Fliege darin zu trainieren, den klassischen Shooter DOOM zu spielen. Der Programmierer Alex Wormuth implementierte ein System, bei dem jeder Spielrahmen bestimmte sensorische Neuronen des Modells aktiviert. Die Aktivität dieser Neuronen wird dann in Steuerbefehle für die Spielfigur umgewandelt. Der erlittene Schaden des Spielers wirkt sich auf zwei Dopaminzellen PPL101 aus, die als Verstärkungssignal dienen – eine Art Belohnung für erfolgreiche Aktionen. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Materials hatte die digitale Fliege fast 50.000 Sekunden im Spiel verbracht, jedoch war es noch zu früh, um sie als erfolgreichen Spieler zu bezeichnen.

Erfolge im Musikspiel

Beeindruckendere Ergebnisse wurden im Rhythmusspiel Beat Saber erzielt. Die Enthusiastin Lyra Bubbles wandte die Methode der Wiederholung von Kompositionen und das Lernen mit Verstärkung an, um das Modell zu trainieren, zu bestimmen, wann und wo Schläge ausgeführt werden sollen. In diesem Stadium erhält die digitale Fliege zusätzliche Informationen über die Noten von außen, was es ihr ermöglicht, auf Ereignisse im Spiel zu reagieren. Der Autor des Projekts plant, die Abhängigkeit von externen Signalen schrittweise zu verringern und eine vollständig autonome Reaktion des Gehirns der Fliege auf den Spielprozess zu erreichen.

Das digitale Insekt wurde auch in Super Mario 64 auf der Nintendo-Plattform gestartet. Die Benutzerin X Jessica Packett demonstrierte die Fähigkeit des Gehirnmodells der Fliege, mit der dreidimensionalen Spielumgebung zu interagieren und verschiedene Steuerbefehle auszuführen.

Erweiterung der Experimente

Ein Enthusiast mit dem Nickname Ro0oney hat den Start der digitalen Fliege in der Sandbox Minecraft realisiert. Dazu wurde das Projekt FlyWire.AI verwendet, das in Zusammenarbeit mit der Princeton University erstellt wurde. Diese Plattform basiert auf der Gehirnkarte des weiblichen Fruchtfliegen, die etwa 139.000 Neuronen enthält – etwas weniger als das Modell von Google mit seinen 166.000. Trotz der Unterschiede in der Anzahl der Neuronen verwenden beide Ansätze ähnliche Arbeitsprinzipien.

Derzeit bleiben all diese Experimente eher interessante Projekte von Enthusiasten als vollwertige künstliche Intelligenz, die auf der neuronalen Struktur eines lebenden Organismus basiert. Doch die Tatsache, dass Forscher detaillierte Karten neuronaler Verbindungen nutzen können, um digitale Entitäten in Videospielen zu steuern, zeigt bereits das enorme Potenzial dieses Bereichs. Wenn Programmierer in der Lage waren, innerhalb weniger Tage ein virtuelles Gehirn einer Fliege zu trainieren, um mit komplexen Spielsystemen zu interagieren, kann man nur spekulieren, welche weiteren Experimente durchgeführt werden, während das Nervensystem anderer Lebewesen erforscht wird.

Quelle: StopGame