Цифровой мозг мухи обучили играть в видеоигры

• Google создала 3D-модель мозга мухи с 166 тысячами нейронов
• Энтузиасты обучили цифровую муху играть в DOOM, Beat Saber и другие игры
• В Beat Saber модель показала более впечатляющие результаты
• Эксперименты открывают новые возможности в изучении нейронных систем

Компания Google представила полную трёхмерную реконструкцию мозга и центральной нервной системы взрослого самца плодовой мухи. Учёные совместно с исследовательским центром HHMI Janelia и научным сообществом объединили миллионы двумерных снимков для создания детальной цифровой модели. Она содержит более 166 тысяч нейронов и призвана помочь исследователям глубже разобраться в механизмах работы мозга на клеточном уровне.

Вскоре после публикации результатов программисты и энтузиасты решили применить цифровую модель необычным способом. Первым экспериментом стало обучение виртуальной мухи играть в классический шутер DOOM. Программист Алекс Вормут реализовал систему, в которой каждый кадр игры активирует определённые сенсорные нейроны модели. Активность этих нейронов затем преобразуется в команды управления персонажем. Полученный игроком урон воздействует на две дофаминовые клетки PPL101, которые служат сигналом подкрепления — своего рода наградой за успешные действия. На момент публикации материала цифровая муха провела в игре почти 50 тысяч секунд, однако назвать её успешным игроком было ещё рано.

Успехи в музыкальной игре

Более впечатляющие результаты получились в ритм-игре Beat Saber. Энтузиастка Лира Бабблс применила методику повторения композиций и обучение с подкреплением для обучения модели определять, когда и куда наносить удары. На данном этапе цифровая муха получает дополнительную информацию о нотах извне, что позволяет ей реагировать на события в игре. Автор проекта планирует постепенно снижать зависимость от внешних сигналов и добиться полностью автономной реакции мозга мухи на игровой процесс.

Цифровое насекомое также запустили в Super Mario 64 на платформе Nintendo. Пользователь X Джессика Пакетт продемонстрировала способность модели мозга мухи взаимодействовать с трёхмерной игровой средой и выполнять различные команды управления.

Расширение экспериментов

Энтузиаст с ником Ro0oney реализовал запуск цифровой мухи в песочнице Minecraft. Для этого был использован проект FlyWire.AI, созданный при участии Принстонского университета. Эта платформа основана на карте мозга самки плодовой мухи, содержащей примерно 139 тысяч нейронов — немного меньше, чем в модели Google с её 166 тысячами. Несмотря на различия в количестве нейронов, оба подхода используют сходные принципы работы.

На данный момент все эти эксперименты остаются скорее занятными проектами энтузиастов, чем полноценным искусственным интеллектом, основанным на нейронной структуре живого организма. Однако сам факт того, что исследователи могут использовать подробные карты нейронных связей для управления цифровыми сущностями в видеоиграх, уже демонстрирует огромный потенциал этого направления. Если программисты смогли за несколько дней обучить виртуальный мозг мухи взаимодействовать со сложными игровыми системами, то можно лишь предполагать, какие ещё эксперименты будут реализованы по мере изучения нервной системы других живых существ.

Источник: StopGame