Tədqiqatçılar meyvə milçəyinin (Drosophila melanogaster) neyronunun beynini neyron və sinaps vasitəsilə rəqəmsal şəkildə köçürərək bu rəqəmsal beyni fizika qanunlarının simulyasiya edildiyi virtual bir bədənə yerləşdiriblər. Nəticə nevrologiya və süni intellekt tədqiqatlarında əlamətdar bir mərhələ hesab olunur. Tədqiqat neyrotexnologiya sahəsində fəaliyyət göstərən Eon Systems şirkəti tərəfindən aparılıb.
Fizik və tədqiqatçı və şirkətin təsisçi məsləhətçisi Dr. Alexander D. Wissner-Gross layihənin “tam beyin emulyasiyası” sahəsində əhəmiyyətli bir mərhələ olduğunu bildirir. Wissner-Gross-a görə, uzun illərdir süni intellektin qarşısında duran ən böyük elmi məqsədlərdən biri bioloji beyni bütün neyron əlaqələri ilə rəqəmsal şəkildə kopyalamaq və idarə etmək olub. Şirkətin nümayiş videosunda göstərilən sistemin fizika qanunlarına uyğun olaraq fəaliyyət göstərən bir bədəni idarə edən bir orqanizmin real neyron dövrələrindən əldə edilən beyin modelinin ilk nümunələrindən biri olduğu deyilir.
Nəticələr təəccüblüdür
Layihə çərçivəsində yaradılan sistem, milçək davranışını təqlid edən süni intellekt modelindən fərqli olaraq, bioloji beynin birbaşa rəqəmsal surətinə əsaslanır. Bu rəqəmsal beyin virtual milçək bədəninə qoşulmuş və video oyun kimi simulyasiya mühitində işlədilmişdir. Nəticədə, virtual milçəyin gəzmək, baxım etmək və qidalanmaq kimi təbii davranışlar nümayiş etdirdiyi müşahidə edilmişdir. Tədqiqatçıların fikrincə, bu davranışlar sonradan sistemə öyrədilməmişdir. Əksinə, beynin neyron şəbəkəsi strukturunda artıq mövcud olan davranış nümunələri simulyasiya daxilində kortəbii şəkildə ortaya çıxmışdır. Tədqiqat 2024-cü ildə Nature jurnalında dərc olunmuş hərtərəfli beyin modelinə əsaslanır. Tədqiqat, yetkin meyvə milçəyinin beynini təmsil edən 125.000-dən çox neyron və təxminən 50 milyon sinaptik əlaqəni ehtiva edən hesablama modeli hazırlamışdır. Model, FlyWire bağlantı məlumat dəstini neyrotransmitter növlərini proqnozlaşdıran maşın öyrənmə metodları ilə birləşdirməklə yaradılmışdır. Bu tədqiqatın lideri Eon-un baş elmi işçisi Philip Shiu idi.
Bu model motor davranışlarını proqnozlaşdırmaqda təxminən 95 faiz dəqiqlik dərəcəsinə nail olmağı bacarmışdır. Lakin ilk versiya yalnız nəzəri beyin modeli idi. Yəni, o, fiziki bədənlə qarşılıqlı əlaqədə olmayan “bədənsiz beyin” kimi fəaliyyət göstərirdi. Neyron fəaliyyəti yaradıldı, lakin bu fəaliyyətin real fiziki hərəkətə səbəb olacağı heç bir mühit yox idi. Yeni tədqiqatda bu itkin əlaqə tamamlanıb. Tədqiqatçılar əvvəlki beyin modelini NeuroMechFly v2 simulyasiya çərçivəsi və fizika mühərrikinə əsaslanan MuJoCo simulyasiya sistemi ilə birləşdirdilər. Beləliklə, rəqəmsal beyin fizika qanunlarına uyğun olaraq işləyən virtual milçək cismi ilə inteqrasiya edildi. Bu inteqrasiya sayəsində sistemdə tam qavrayış-hərəkət dövrü yaradıldı. Bu prosesdə simulyasiya mühitindən sensor məlumatlar rəqəmsal beyinə ötürülür, bu məlumatlar bütün neyron şəbəkəsinə yayılır, sonra motor əmrləri yaradılır və virtual bədən bu əmrlərə uyğun olaraq hərəkət edir. Beləliklə, beynin qavrayışdan hərəkətə qədər bütün neyron dövrü ilk dəfə olaraq tamamilə simulyasiyada işlədilib.
Əvvəlki tədqiqatlarda ya beyin modelləri yaradılmış, lakin bədənə bağlı deyildi, ya da simulyasiyalardakı cisimlər təqlid davranışları yaradan süni intellekt alqoritmləri tərəfindən idarə olunurdu. Buna görə də, bu sahədə keyfiyyətcə sıçrayış edildiyi bildirilir. Məsələn, bəzi tədqiqat layihələrində simulyasiyalar daxilində milçək kimi modellər gücləndirmə öyrənmə alqoritmləri ilə idarə olunurdu. Bu metodlarda davranışlar bioloji neyron şəbəkəsindən deyil, təlim məlumatlarından öyrənilən süni siyasətlərdən qaynaqlanırdı.
Eynilə, daha kiçik sinir sisteminə malik orqanizmlər üzərində aparılan layihələr də mövcuddur. Məsələn, nematod qurdları üzərində aparılan tədqiqatlar təxminən 302 neyrondan ibarət sinir sistemini modelləşdirməyə çalışdı. Lakin, bu cür layihələrdə həm neyron şəbəkəsi daha kiçik, həm də davranış repertuarı məhdud idi.
