Она играет в Dota 2, трейдит на рынке, режет донер и плохо водит машину. В сентябре по интернету разлетелась целая волна проектов, каким-то образом связанных с мозгом мухи. Учёные и энтузиасты научили её играть в игры, трейдить, водить машину и резать донеры (зачем?), но за всем весельем скрывается значительный научный прорыв.
Данил Степанов рассказывает, действительно ли всё это делает мёртвая муха, удалось ли оцифровать её сознание, как запустить муху дома и пора ли переживать, что она заберёт вашу работу.
Мёртвая муха
Вы точно встречали видео в социальных сетях о том, что «мозг мёртвой мухи» в очередной раз чему-то научился. Обычно её новым навыком становятся какая-нибудь видеоигра или маленькая прикладная задача, где воспроизводятся несколько простых действий. Всё это случилось благодаря Google и Howard Hughes Medical Institute (HHMI), которые десять лет создавали карту нейронных связей центральной нервной системы фруктовой мушки или дрозофилы — любимого подопытного всех биологов.
Такая карта называется словом «коннектом». Она описывает почти 166 тысяч нейронов мозга и 125 миллионов связей между ними. У человека, для сравнения, одних только нейронов около 86 миллиардов, не говоря уже о количестве связей. Коннектом получают путём нарезки мозга на миллионы тончайших секций, которые сканируют электронным микроскопом и на основе этих изображений создают 3D-модель мозга.
Сейчас это самый подробный коннектом из когда-либо существовавших, а его получение может стать гигантским прорывом для науки. Google и Janelia Research Campus (подразделение HHMI) уже сейчас работают над подобным проектом с мозгом аквариумной рыбки данио-рерио и обыкновенной мыши. Но несмотря на выдающийся научный результат, внимание привлекло другое — AI на основе мозга мухи.
Нейросети
Проект Google и других исследователей был направлен на то, чтобы изучить, как работают связи между нейронами, как они реагируют на стимулы и так далее. У этого есть множество прикладных целей, например, исправление проблем с повреждёнными нейронами, но пока такие возможности остаются далёким будущим.
Зато уже сейчас из коннектома можно сделать нейросети. Вернее, некоторый скелет для нейросети — коннектом позволил понять, какие нейроны связаны друг с другом, но никто и сейчас не знает, как именно и насколько сильно.
Нужно понимать, что все фокусы, которые мы увидели за прошедшие несколько недель — это демонстрация возможностей кода и современных нейросетей в том смысле, в каком мы привыкли воспринимать слово «нейросети». Ни о каком переносе «сознания» мухи, если оно вообще существует, в цифровой вид речи не идёт и идти не может. Действия совершает не муха, а модель искусственного интеллекта, в основе которой лежит схема нейронных связей из мозга мушки.
Сейчас у нас есть карта связей, но силу каждой отдельной связи понять невозможно, как невозможно повлиять на процесс их образования. Если бы настоящая муха каким-то образом могла поиграть в видеоигры, то многие связи бы перестраивались каждую секунду, но в цифровом виде этого не происходит — изменения достигаются строго по заданным правилам.
Чему научили «муху»
Несмотря на то, что сила связей неизвестна, карта у разработчиков есть, а это значит, что взаимодействиям нейронов можно присвоить некоторые значения практически произвольно и создать что-нибудь интересное. Когда порядочный исследователь сталкивается с новой технологией, он думает только об одном — как запустить на этом DOOM или как заставить технологию в него поиграть.
Такой проект появился и с коннектомом мухи, его создал программист Алекс Вормут и даже организовал лайфстрим-сайт, где можно было наблюдать за игрой в прямом эфире. Правда, сейчас там уже ничего не происходит, но множество других энтузиастов принялись за создание собственных проектов.
Ещё одна программистка, Джессика Пакетт, научила нейросеть на основе коннектома играть в Super Mario 64, но «муха» в игре преимущественно билась головой о препятствия и в целом вела себя достаточно хаотично. В проекте Джессики удивительна ещё одна вещь: она вообще не писала код и даже его не проверяла. На её GitHub-странице (хранилище проектов для программистов) сказано, что проект полностью сделан вайб-кодом с GPT Astra и даже не был прочитан перед запуском и публикацией.
На GitHub есть целый сборник таких проектов, все они находятся в открытом доступе. Вы можете скачать их и запустить на собственном компьютере. Некоторые можно попробовать онлайн. Например, вы можете попытаться прибить мушку мухобойкой, параллельно смотря на активацию её нейронных связей, когда она пытается увернуться. В этом проекте используются только зрительные нейроны, которых всего 6 тысяч (и почти 1.3 миллиона связей).
Если хотите увидеть действия мухи без собственного вмешательства, то можно посмотреть, как она играет в Beat Saber и какие нейроны активируются в этом процессе. Или запустить на компьютере код по простой инструкции и увидеть, что делает с мозгом многолетний вирусный Bad Apple!! — вероятно, то же самое, что и с вашим. Для тех, кто хочет поэкспериментировать в разных направлениях, есть специальная инструкция по запуску и созданию модели в целом.
Что всё это значит?
Сейчас — только то, что учёные получили коннектом ЦНС дрозофилы, а энтузиасты всячески поиздевались над схемой и нейросетями в познавательных целях. На эту тему есть потрясающий текст Патрика Минео, нейроучёного и исследователя в области ИИ, который объясняет, что в любительских проектах отражало реальность, а что — нет. Например, он рассказывает о том, как активация нейронов, чувствительных к сахару, приводила к активации моторных нейронов хоботка, и цифровая муха пила цифровую воду точно так же, как живая муха пила физическую воду.
Но сам коннектом и проекты на его основе породили очень много обсуждений. Например, уже существует мнение, что из-за обучения цифровых мух в нейросетях-декодерах важны всё же последние, а это значит, что схему мозга можно заменить на любую другую случайную сеть и никаких значимых изменений не будет.
Весной этого года, ещё до появления проектов с мухами, вышла статья, в которой исследователи рассказали о создании настоящей химеры: они соединили коннектом червя (в 500 раз меньший, чем обсуждаемый коннектом мухи) с телом мухи, чтобы увидеть, как активация нейронов будет управлять телом. Вывод забавный: сфинкс, как это творение назвали учёные, ходит очень реалистично, поскольку траектория и координация очень похожи на настоящие движения мухи, но это полная биологическая бессмыслица, поскольку черви ползают с помощью всего тела, а мухи ходят на ногах с суставами. Одними только ногами мухи управляет больше моторных нейронов, чем есть во всей нервной системе червяка. Интерпретация нейронной активности в этом случае просто невозможна.
Всё это значит, что коннектом, вне всяких сомнений, является потрясающим научным прорывом, но ни о каком переносе сознания в цифровое измерение не идёт и речи. Если вы переживали, что мухи опережают вас по навыкам, быстрее учатся и добиваются лучших результатов, то расстраиваться рано: во-первых, всё это делает код, процессоры и нейросети, в которых нет биохимии мозга, а во-вторых, пока они делают хуже вас буквально всё. А если вас вдруг волновали этические вопросы, то переживать тоже не о чем — пока это вопросы не этики, а вычислительных мощностей, кремния, цифр и электричества, а не реальных живых существ и их чувств. Но, возможно, только пока.
