Ученые подключили цифровой мозг дрозофилы к DOOM, Mario 64 и Minecraft

3 сентября Google Research совместно с исследовательским кампусом HHMI Janelia и Кембриджским университетом объявили о научной вехе: впервые полностью составлена карта мозга и центральной нервной системы взрослого самца плодовой мушки. Результат десятилетней работы, получивший название MaleCNS v1. 0, охватывает более 166 000 нейронов и около 125 миллионов синаптических связей — от центрального мозга и зрительных долей до брюшной нервной цепочки, эквивалента спинного мозга. Искусственный интеллект использовался для объединения миллионов двумерных срезов в единую трёхмерную модель нейронов.

Цифровой мозг в играх

К понедельнику этот цифровой мозг уже играли в Doom. К среде — в Super Mario 64. Как заметил один из комментаторов, пришло время поправить Третий закон Артура Кларка: «Любая достаточно продвинутая новая технология будет немедленно вынуждена играть в Doom».

Программист Алекс Вормут запустил проект DOOMFLY — эксперимент, в котором симуляция нервной системы дрозофилы подключена напрямую к классическому шутеру. Каждый кадр игры преобразуется в сигналы для фоторецепторов модели: 3335 сигналов яркости и 811 цветовых сигналов. Активность нейронов затем сопоставляется с игровыми командами — движением, поворотом, стрельбой. Когда персонаж получает урон, модель получает «наказание»: искусственный импульс подаётся в два дофаминовых нейрона PPL101, что меняет силу почти 4200 связей, ведущих к нейрону MBON11 — элементу «грибовидного тела», центра памяти дрозофилы, через который у настоящих мух формируются условные рефлексы.

Вормут прямо предупреждает: доказательств того, что модель действительно учится выживать дольше, пока нет, а более ранняя версия не прошла проверочные тесты на выработку условного рефлекса. Код проекта полностью открыт и доступен на GitHub, а трансляция идёт круглосуточно — все зрители смотрят один и тот же сеанс и не могут вмешаться в управление.

Другой разработчик, Джессика Пакетт, провела аналогичный эксперимент с Super Mario 64. В коротком ролике Марио несколько раз взлетает и врезается в стену — что на данном этапе обучения выглядит скорее хаотично, чем осмысленно, но наглядно демонстрирует сам принцип. Пакетт также опубликовала исходный код и отметила, что он был «буквально на 100 % написан с помощью GPT Astra — просто ради забавы».

Параллельно аспирант из Технологического института Джорджии Эван Смит подключил тот же коннектом к Minecraft через мод для Fabric. Виртуальная муха летает по миру, а её полёт направляют не скрипты, а реальная нейронная активность 166 700 нейронов, разряжающихся в симуляции. Мод отображает работу мозга в реальном времени: карту нервной системы, спайковые последовательности, активность ключевых популяций нейронов и даже «сетчатку» мухи — то, как она видит игровой мир. Чтобы запустить одну муху в реальном времени, требуется машина с 8 и более ядрами.

MaleCNS v1. 0 — не просто «карта мозга». Это первая полностью прослеженная нервная система, в которой зрительные, обонятельные и слуховые входы соединены с двигательными выходами на одном атласе. Ручная проверка данных заняла 44 человеко-года, а сама карта опубликована под открытой лицензией CC-BY — что и позволило разработчикам так быстро получить к ней доступ и начать эксперименты.

Для нейробиологии этот прорыв означает переход от теоретических моделей к возможности тестировать гипотезы на цифровом двойнике реального мозга. Однако разрыв между мозгом насекомого и человеческим остаётся огромным: 166 тысяч нейронов мухи несопоставимы с 86 миллиардами нейронов в человеческом мозге. Как с иронией заметили в Google, «центрам обработки данных с ИИ понадобится больше оперативной памяти». Ожидается, что после публикации кода мозг дрозофилы будут подключать к Unity, Unreal Engine и даже к реальным телам роботов. Из одной и той же карты вырастут бесчисленные разные цифровые плодовые мушки.