Впервые создана цифровая копия мозга дрозофилы, функционирующая в виртуальном теле

Специалисты Eon Systems осуществили интеграцию полномасштабной коннектомной модели мозга плодовой мушки с биофизическим симулятором, воссоздав комплекс аутентичных локомоторных функций. Разработчики представили визуализацию цифрового двойника, в котором эмуляция биологического субстрата управляет виртуальным телом, демонстрируя паттерны поведения, характерные для живого организма. Технологический фундамент проекта составили открытый массив данных FlyWire и передовые архитектуры машинного обучения.

Ранее, в 2024 году, научная группа под руководством Филипа Шиу представила в журнале Nature детализированную карту мозга взрослой дрозофилы (Drosophila melanogaster), насчитывающую свыше 125 тысяч нейронов и 50 миллионов синаптических связей. Несмотря на высокую точность прогнозирования моторных реакций (до 95%), данная модель оставалась изолированной и лишенной физического воплощения.

Источник: Eon Systems

В текущем исследовании цифровая копия мозга была сопряжена с программной средой NeuroMechFly v2 (на базе движка MuJoCo), что обеспечило формирование полноценного сенсомоторного цикла. Входящие сенсорные импульсы инициируют каскад нейронной активности, который трансформируется в управляющие сигналы для виртуального скелета. В результате система воспроизводит естественные для насекомого типы активности.

В противовес предшествующим инициативам, таким как OpenWorm или разработки DeepMind на базе обучения с подкреплением, в данном случае поведение проистекает исключительно из структурно-динамических свойств реальной нейронной сети, а не из искусственных алгоритмов оптимизации. Это знаменует качественную трансформацию в области полной эмуляции мозга (Whole Brain Emulation).

Eon Systems намерена масштабировать данный подход для моделирования мозга мыши (около 70 млн нейронов) с последующим переходом к человеческому коннектому. Сбор необходимых данных осуществляется посредством высокоразрешающей электронной микроскопии и методов функциональной визуализации.

Данный прорыв закладывает основу для проектирования цифровых реплик высокоорганизованных существ и открывает новые горизонты в изучении феноменов сознания, механизмов памяти и основ поведения на уровне целостных биологических систем.

Источник: iXBT