Цифровое бессмертие стало реальностью: ученые оцифровали мозг мухи

Исследователи совершили прорыв в области нейроинформатики, создав первую детальную цифровую модель мозга взрослой мухи-дрозофилы, которая способна реагировать на виртуальные стимулы и управлять симулированным телом.

Проект, реализованный при участии бывшего постдокторанта Калифорнийского университета в Беркли Фила Шиу, позволяет говорить о начале новой эры в моделировании живых систем. Учёные перенесли в симуляцию точную структуру мозга насекомого, включающую примерно 130–140 тысяч нейронов и около 50 миллионов синапсов. Эта цифровая модель, которая может работать на обычном ноутбуке, базируется на полной карте связей мозга. Исследование опубликовано в журнале Nature.

В отличие от простых нейросетей, обученных на данных, эта симуляция воспроизводит саму архитектуру биологического мозга. «Цифровая муха» существует в виртуальной среде: её мозг реагирует на происходящее вокруг и посылает сигналы, управляющие виртуальным телом насекомого. Модель продемонстрировала высокую точность: симуляция активации нейронов, отвечающих за вкус сахара, предсказала, что муха вытянет хоботок для еды, что полностью совпало с реальным поведением насекомых. Аналогичные точные предсказания были сделаны для реакций, связанных с прикосновениями и чисткой антенн .

«Раньше было неясно, насколько точно коннектом позволит нам предсказывать нейронную активность, — отметил Фил Шиу. — Теперь мы и другие исследователи обнаружили, что коннектом действительно имеет решающее значение для понимания работы мозга».

Проект нацелен на ещё более амбициозные задачи. Используя успех с дрозофилой, следующим шагом учёные планируют попытаться оцифровать мозг мыши. В долгосрочной перспективе ставится вопрос о создании коннектома и симуляции человеческого мозга, что могло бы дать ключ к пониманию природы психических заболеваний и нарушений в работе нейронных цепей, таких как эпилепсия.