Аннотация:
Мозг плодовой мухи, основанный на полной цифровой реконструкции реальных биологических структур, вызвал вирусное распространение в Интернете и научно-исследовательских сообществах. Когда международный научно-исследовательский альянс выпустил первую полную трехмерную карту и инструменты моделирования с открытым исходным кодом коннектома нейронов всего мозга взрослой Drosophila melanogaster, к нам быстро хлынули энтузиасты и исследователи из различных областей, таких как биология, информатика, искусственный интеллект и цифровое искусство, превратив это изначально эзотерическое передовое достижение нейробиологии в групповое цифровое исследование, охватившее Интернет.
Это основное научное достижение, привлекшее широкое внимание, стало результатом нескольких лет трансграничного сотрудничества между глобальными группами нейробиологов. Используя последовательную электронную микроскопию со сверхвысоким разрешением и технологию сегментации изображений с помощью искусственного интеллекта, исследователи нанесли на карту полную пространственную топологию почти 140 000 нейронов и более 50 миллионов синаптических связей в мозге взрослой дрозофилы.
Впервые в истории человечества была полностью проанализирована вся нейронная сеть мозга взрослых животных, способных выполнять сложные действия, такие как полет, навигация, ухаживание и прием пищи в сложных условиях, что ознаменовало новую веху в микроскопической нейронной коннектомике (коннектомике).
Однако взрывному распространению этого научного прорыва в Интернете действительно способствовал открытый подход команды проекта к данным и разработка легких интерактивных инструментов. Благодаря механизму веб-3D-рендеринга и интерактивной песочнице моделирования пользователям сети по всему миру не нужно устанавливать тяжелое профессиональное программное обеспечение для биологического анализа. Они могут свободно масштабировать и вращать сложные пучки нервных волокон в мозгу плодовой мухи, используя обычный браузер. Они могут даже вручную активировать определенные кластеры сенсорных нейронов и наблюдать в реальном времени пути распространения и обратной связи электрических сигналов в цифровой синаптической сети.
Творческий подход онлайн-сообщества к этой модели цифровой жизни быстро распространился за пределы научных кругов. В основных социальных сетях и на платформах разработчиков с открытым исходным кодом энтузиасты технологий начали пытаться соединить мозг цифровой плодовой мухи с виртуальным физическим движком, чтобы проверить способность его нейронных цепей к адаптивному балансу при управлении движениями виртуального полета; некоторые инженеры по искусственному интеллекту пытались извлечь эффективные схемы обоняния и визуальной навигации плодовых мух, чтобы обучить следующее поколение чрезвычайно маленьких алгоритмов управления нейроморфными роботами; некоторые цифровые художники отображали сложную синхронизацию синаптических разрядов в алгоритмических саундтреках и генеративном свето-теневом зрении, создавая уникальное биологическое интерактивное искусство.
Эксперты в области когнитивных наук отмечают, что за этим интернет-карнавалом вокруг «цифрового мозга плодовых мух» на самом деле отражается глубокое пересечение вычислительной нейробиологии и общего искусственного интеллекта. В отличие от традиционных современных искусственных нейронных сетей, которые полагаются на жесткое объединение вычислительных мощностей и массивных параметров, биологический мозг может достичь высокой автономности восприятия окружающей среды и принятия решений в реальном времени с минимальным потреблением энергии и ограниченным физическим объемом. Коннектомика с открытым исходным кодом позволяет исследователям по всему миру отказаться от выводов «черного ящика» и напрямую перепроектировать рабочий механизм реального биологического интеллекта посредством цифрового моделирования. Это не только предоставит беспрецедентный инструмент для изучения механизмов сознания и заболеваний нервной системы, но также внесет глубокое понимание в эволюцию следующего поколения маломощной вычислительной архитектуры, подобной мозгу.
Комментарии