Команда Google Research совместно с кампусом HHMI Janelia и представителями научного сообщества недавно представила первый полный коннектом взрослой мужской особи плодовой мушки. Результатом работы стала подробная 3D-модель MaleCNS v1.0, включающая более 166 000 реконструированных нейронов. Для создания этой карты специалисты использовали алгоритмы искусственного интеллекта, которые объединили миллионы 2D-изображений в единую структуру центральной нервной системы.
Обучение нейронной сети игре Doom
Публикация открытых данных MaleCNS v1.0 почти сразу привела к серии экспериментов со стороны инженеров. Одним из первых к работе приступил Алекс Вормут из Coinbase, который поставил задачу обучить цифровую модель мозга мушки прохождению оригинальной версии игры Doom. В рамках этого проекта каждый кадр игры стимулирует сенсорные нейроны, а нейронная активность преобразуется в команды управления персонажем. В качестве системы подкрепления используется механизм, при котором урон в игре вызывает стимуляцию двух дофаминовых клеток PPL101.
Вормут также запустил трансляцию прогресса, где демонстрируются как вид от первого лица, так и визуализация цифрового «тела» мушки, перемещающегося по игровым коридорам. На текущий момент модель совершила уже 6385 попыток прохождения, однако значительных успехов в завершении игры пока не достигла.
Другие эксперименты с коннектомом
Помимо Doom, возможности новой карты мозга используются в других игровых проектах. Энтузиаст под ником domi адаптировал коннектом для ритм-игры Beat Saber, где за принятие решений о поворотах отвечают нейроны мозга мушки, а за выполнение ударов — механизмы, связанные с поведением при «ухаживании». В рамках проекта Aimbug этот подход был расширен до шутеров, где уровень возбуждения мушки напрямую влияет на интенсивность стрельбы.
Список экспериментов дополняют и другие разработки:
- Инженер Джессика Пакетт успешно запустила модель мозга в платформере Super Mario 64.
- Ютубер Ro0oney применил аналогичный подход к игре Minecraft, используя модель Flywire.AI, разработанную совместно с Принстонским университетом.
- В социальных сетях также появились демонстрации симуляторов вождения и специализированных «квест-комнат», управление которыми осуществляется через нейронную модель насекомого.
Стоит отметить, что проект Flywire базируется на изучении женской особи плодовой мушки и содержит иное количество реконструированных нейронов по сравнению с моделью MaleCNS v1.0 от Google. Несмотря на архитектурные различия, базовая методология использования коннектома для управления игровыми объектами остается идентичной.
Разработчики из Google Research подчеркивают, что их карта мозга является фундаментальным научным ресурсом, на полное изучение которого могут уйти годы. Тем не менее, текущая популярность подобных прикладных проектов наглядно доказывает стремление исследователей протестировать любую цифровую копию мозга в условиях видеоигр.
Дополнительные подробности нейробиологических проектов
В проекте Aimbug, адаптированном для шутеров, автор отметил интересную закономерность: чем выше уровень «возбуждения» виртуальной мушки, тем агрессивнее и настойчивее она пытается вести огонь по противникам. В свою очередь, Джессика Пакетт, реализовавшая прохождение Super Mario 64, честно призналась, что её проект был создан исключительно ради развлечения и на 100% опирался на так называемый «vibe coding» — интуитивное программирование без строгой научной методологии.
Важно различать технологическую базу различных моделей коннектомов. Хотя проект Flywire.AI, применяемый в экспериментах с Minecraft, преследует схожие цели, он опирается на иные данные, полученные в сотрудничестве с Принстонским университетом. Основное различие заключается не только в биологическом поле подопытной особи (женская особь против мужской в MaleCNS v1.0), но и в ином количестве нейронных связей, прошедших через процесс реконструкции. Тем не менее, фундаментальный подход к «оцифровке» принятия решений остается общим для всего научного сообщества.
Перспективы исследования
Google позиционирует MaleCNS v1.0 как долгосрочный ресурс, который станет фундаментом для нейробиологии на годы вперед. Помимо игровых адаптаций, исследователи надеются использовать данные для изучения механизмов поведения, памяти и обработки сенсорной информации. Текущий бум «геймификации» мозга мушки служит наглядным подтверждением того, что если структура центральной нервной системы оказывается полностью картографирована и доступна для вычислений, энтузиасты неизбежно попытаются интегрировать её в интерактивную среду, проверяя границы возможного взаимодействия биологического алгоритма с цифровым миром.
