Интегрированная нейронная архитектура: Как виртуальная муха учится ходить!
Полтора года назад международная группа исследователей завершила первую в истории полную картографию мозга дрозофилы. Мозг этого насекомого включает в себя более 125 тысяч нейронов и превосходит полмиллиарда синаптических соединений, что делает его нейронной архитектурой изучаемым объектом для нейромоделирования. На основе данных, полученных с помощью современных методов электронной микроскопии, специалисты компании Eon Systems создали высоко точную эмуляцию дрозофильного мозга. Она воспроизводится с максимальной детализацией: каждый нейрон и каждая синапса воспроизведены в виртуальном пространстве.
Эмуляция взаимодействует с виртуальным телом так, что сенсорные впечатления, входящие в систему, передаются по сложной сети нейронных связей. Активность распространяется по всему коннектому, и в результате на выходе формируются моторные команды. Благодаря этому цифровая дрозофил-модель начинает самостоятельно двигаться в виртуальном мире, имитируя поведенческие реакции, которые встречаются у настоящей мухи. Динамика нейронных сигналов позволяет модели демонстрировать ряд типичных для дрозофилы реакций — от рефлексов до более сложных форм движения.
До этого в науке существовали лишь отдельные подходы: либо моделировались только мозги без физического тела, либо, наоборот, создавались анатомические модели тела без функциональной нейронной системы. Разработка Eon Systems означает переход к интегрированному подходу — объединению точной нейронной архитектуры и виртуального тела. Это стало значительным прорывом в нейроэмуляции.
Следующей амбициозной целью исследователей стала эмуляция мозга лабораторной мыши. Её нейронное содержимое насчитывает порядка 70 миллионов нейронов, что в 560 раз превосходит число нейронов дрозофилы. Этот масштаб значительно усложняет задачу, однако успехи в работе с мозгом дрозофилы открывают новые возможности для будущих исследований.









