Вчені помістили мозок мухи у віртуальне тіло — вона почала жити своїм життям

Нейротехнологічна компанія Eon Systems продемонструвала, як цифрова модель мозку плодової мушки керує віртуальним тілом. Система працює як справжній організм: сигнали від органів чуття надходять до мозку, перетворюються на команди руху, а потім знову повертаються до тіла.

В основі проєкту — плодова мушка Drosophila melanogaster. Попри мікроскопічні розміри, її мозок достатньо складний, щоб забезпечувати навігацію, живлення, очищення тіла та інші форми поведінки. Саме тому цей вид давно використовується як модельний організм у нейронауці.

Фундамент для проєкту заклали у 2024 році, коли вчені представили обчислювальну модель мозку дорослої мушки. Вона містить понад 125 тисяч нейронів і близько 50 мільйонів синаптичних зв’язків. Модель створили на основі детальної карти нейронних зв’язків FlyWire, а для визначення типів нейромедіаторів застосували машинне навчання.

Однак у тієї моделі було важливе обмеження: вона представляла собою мозок без тіла. Система могла моделювати нейронну активність і передбачати моторні реакції, але не взаємодіяла з фізичним середовищем. Тепер цю проблему вирішили. Модель мозку під’єднали до віртуального тіла мушки за допомогою MuJoCo — фізичного рушія, який часто використовують у робототехніці та симуляціях.

У результаті цифрова мушка навчилася ходити, чиститися та живитися. При цьому такі дії не запрограмовані заздалегідь: вони виникають завдяки роботі нейронних ланцюгів самої моделі мозку. Сенсорні сигнали проходять через карту нейронних зв’язків і викликають рухові реакції.

За словами розробників, саме поєднання цих елементів робить проєкт незвичайним. Раніше у дослідженнях розглядали лише окремі частини завдання: або детально картували нервові системи без активного тіла, або створювали реалістичні моделі тварин, рухами яких керували алгоритми навчання чи інженерні системи управління.

Засновник Eon Systems Олександр Д. Вісснер-Гросс вважає, що ця робота стала важливим кроком у напрямку повної емуляції мозку. Вчені у цій галузі прагнуть відтворити біологічний мозок нейрон за нейроном і синапс за синапсом, щоб згодом запускати його в цифровій системі.

Поки що мова не йде про створення свідомого цифрового організму. Дослідження демонструє скромніший, але важливий результат: біологічну структуру мозку можна детально картувати, змоделювати та пов’язати з тілом у межах симуляції. Це не «завантаження свідомості», як у науковій фантастиці, а ще один крок до розуміння того, як нервова система породжує поведінку.