Naukowcy stworzyli szczura, kontrolowanego przez sztuczną inteligencję (AI). Gryzoń opracowany przez badaczy z Harvardu i laboratorium DeepMind AI Google jest zdolny do precyzyjnego naśladowania ruchów prawdziwych szczurów. To osiągnięcie otwiera nowe perspektywy w zrozumieniu, jak mózgi kontrolują złożone i skoordynowane ruchy.
Zespół badawczy i jego działania
Zespół badawczy pod przewodnictwem profesora Bence’a Ölveczky’ego z Katedry Biologii Organicznej i Ewolucyjnej na Harvardzie wykorzystał dane o wysokiej rozdzielczości zarejestrowane od prawdziwych szczurów do szkolenia sztucznej sieci neuronowej. Jego laboratorium zajmuje się badaniem mechanizmów, dzięki którym mózg steruje ruchami kończyn.
Symulacja wirtualnego szczura
Badania opublikowane w czasopiśmie Nature pokazują, że symulacja wirtualnego szczura została opracowana za pomocą symulatora fizycznego MuJoCo, który uwzględnia realistyczne siły, takie jak grawitacja, aby odtworzyć warunki rzeczywiste. Sztuczna sieć neuronowa, która kontroluje ruchy wirtualnego szczura, została przeszkolona na modelach odwrotnej dynamiki, co pozwala na precyzyjne przewidywanie aktywności neuronowej w prawdziwych szczurach.
Znaczenie wyników badań
Wyniki te mogą pomóc naukowcom w interpretacji aktywności neuronowej podczas różnych zachowań i związania jej z zasadami kontrolowania ruchu. Wnioski wyciągnięte z badań nad wirtualnym szczurem mają znaczenie dla rozwoju zaawansowanych systemów sterowania robotami.
Wkład Google DeepMind
Matthew Botvinick z Google DeepMind podkreślił, że tworzenie AI, które nie tylko myśli inteligentnie, ale także przekłada te myśli na działania fizyczne w złożonym środowisku, dostarcza cennych informacji zarówno o zachowaniu, jak i funkcjonowaniu mózgu. Zespół zastosował zaawansowane techniki, takie jak AI, głębokie uczenie się ze wzmocnieniem oraz trójwymiarowe śledzenie ruchu, aby szczur mógł naśladować szeroki zakres naturalnych zachowań.
Nowa dziedzina wirtualnej neurobiologii
To podejście może zainicjować nową dziedzinę „wirtualnej neurobiologii”, oferując dostępną platformę do badania podstaw neurologicznych naturalnych zachowań i lepszego zrozumienia, jak mózgi kontrolują ruch. Badania te są kluczowe dla rozwoju zaawansowanych protez i interfejsów mózg-maszyna, takich jak te rozwijane przez Neuralink lub Precision Neuroscience.
Perspektywy przyszłych badań
Wnioski z tych prac mogą prowadzić do nowych terapii zaburzeń ruchu poprzez rekonstrukcję obwodów neuronowych. Ponadto, wirtualny szczur stanowi przejrzysty model do badania obwodów neuronowych i wpływu chorób na te obwody. Przyszłe badania mają na celu nadanie wirtualnemu szczurkowi autonomii w rozwiązywaniu zadań napotykanych przez prawdziwe szczury, co jeszcze bardziej poszerzy naszą wiedzę o algorytmach mózgowych związanych z nabywaniem umiejętności.
