Играет в DOOM, водит машину и собирает кубик Рубика: виртуальная муха оказалась в чем-то умнее человека

Муха-дрозофила - - это упрощенная модель модель человека. Фото: nechaevkon /Shutterstock/Fotodom

Мухи, оказывается, могли бы водить машину и парковаться в три приема, играть в сложные компьютерные игры, торговать на бирже лучше трейдеров и залипать, как люди, в бесконечной ленте коротких видео. Ее крошечный мозг способен на это и многое другое. Но у настоящей мухи нет рук, и некому ее научить. Зато точная цифровая копия мушиного мозга творит чудеса. Рассказываем, что стоит за дерзким экспериментом.

ТРУЖЕНИЦА НАУКИ

Муха-дрозофила послужила науке не меньше кроликов. За эксперименты, где она была главной героиней, шестеро ученых получили Нобелевские премии. А все потому, что есть у нее поразительное свойство: дрозофилы - это, по сути, упрощенная модель модель человека. Ведь 75% генов, вызывающих заболевания у людей, имеют близкие аналоги у мухи. Грубо говоря, если в ходе эксперимента муха заболеет, то и человек на ее месте тоже занедужит.

Именно дрозофилы - настоящие пионеры космоса. Они поднялись на ракете в близкое космическое пространство еще в 1947 году, намного раньше человека.

Мозг мухи не велик, но и не мал. В нем около 166 тысяч нейронов. Для сравнения: в мозгу человека - 86 миллиардов нейронов, а у круглых червей триста, просто триста. Именно поэтому изучать такие тонкие материи, как нервная система, мозг и даже сознание, тоже начали с дрозофилы. На этих крошечных мушках открыли, например, циркадные ритмы, укладывающие нас спать и поднимающие с кровати утром. А также узнали, что память, оказывается - это по сути сочетание химических веществ.

Понятно, что именно мозг мухи должен был стать первым «серьезным» мозгом, который ученые отважатся картографировать и воспроизвести искусственно. Физиологи уже проделывали такое с упомянутыми червями, и то было непросто, а повторить такое с мухой и вовсе вызов-вызов.

НА ТОНКИЕ ЛОМТИКИ

Сначала стали появляться черновые, ограниченные карты мозга дрозофил. Одна из самых продвинутых включала в себя «всего» 140 тысяч нейронов. Но, как установили шутники-исследователи, даже такая урезанная муха отлично играет в Майнкрафт.

Гром грянул в сентябре, когда Google Research и научно-исследовательский центр HHMI Janelia опубликовали полную карту мозга дрозофилы. Но что такое «карта мозга, и как эта карта может играть в Майнкрафт?

Мозг, грубо говоря, состоит из нейронов и связей между ними. В мозгу дрозофилы, как уже говорилось, 166 тысяч нейронов, которые составляют 125 миллионов связей.

Для составления карты мозг, настоящий (он весит микрограмм, а размер не больше, чем у макового зернышка) разрезали на 7 тысяч ультратонких ломтиков, и каждую просканировали в электронном микроскопе. После такой филигранной работы ученые точно знали, где какой нейрон расположен, с какими нейронами он связан, и за что отвечает.

Наука может разрезать, но не может воссоздать. Мы не в состоянии взять нервной ткани, да и отпечатать на 3D принтере все эти нейроны. Но мы можем составить компьютерную модель. Превратить карту нейронов в программу. И «сунуть» эту программу куда угодно. Например, «приделать» такой электронной мухе тело хоть мухи, хоть зомби, и заставить играть в компьютерную игру. Или «водить машину» в компьютерном симуляторе.

Поскольку карту выложили в открытый доступ, тысячи веселых инженеров-любителей тут же взялись за дело.

В мозгу дрозофилы 166 тысяч нейронов, которые составляют 125 миллионов связей. Фото: A Dharma Prasetya/Shutterstock/Fotodom

ОНА МОЖЕТ ВСЕ

Исследователь Эван Синклер не стал для начала мудрствовать: он поместил оцифрованный мозг в виртуальную муху, и запустил ее играть во все тот же Манйкрафт. И сразу сенсация: цифровая модель мозга делала в игре то же, что реальная муха на улице. Она летала, искала еду и ловко избегала «мухобойки».

В ход пошли игры посложнее, Doom например, и тут уже не обошлось без читерства. Нормальная муха летает и ест, а также кусается. Но вряд ли она умеет стрелять. Программистам пришлось принудительно присвоить тем или иным нейронам функции обращения с оружием. Это выглядит так: пусть нейронная команда такая-то отныне означает выстрел, а другая команда - перезаряжание оружия. Вроде чушь, но на самом деле геймеры и техно-блогеры непринужденно доказали: подавая те или иные корректирующие команды на живой мозг настоящей мухи, можно научить ее чему угодно. Ведь в итоге в Doom онатрезалась не хуже других игроков.

Испытав компьютерный мозг во всех популярных играх (и везде не без успеха), народ принялся еще сильнее модифировать исходный код и учить муху человеческим делам.

Например, водить машину. Легко! Оказалось, для параллельной парковки вполне достаточно 166 тысяч нейронов дрозофилы, человеческих миллиардов не нужно.

Еще поразительнее, но муха влет собрала кубик Рубика. Во времена оны эта забава считалась чуть ли не тестом на IQ, во всяком случае, приемам сборки кубика учил, например, журнал «Наука и жизнь». Что ж, кубик, выходит, собрала бы и муха (но многим людям задача не по зубам).

И совсем уж обидное дело: крошечный мозг дрозофилы с успехом заменил брокера на криптовалютной бирже. Понимать, что надо покупать, пока дешево, и продавать, когда дорого, в состоянии и муха. А уж реакция у нее определенно резче, чем у человека.

МЫ СОЗДАЛИ МАТРИЦУ?

Так муха стала научным героем (в который раз), и одновременно - интернет-легендой. Кто умеет кодить, может сам поиздеваться над мухой и заставить ее, например, печь пироги (впрочем, это уже кто-то сделал). Кто не умеет, может зайти в готовые симуляторы и полюбопытствовать, что делает компьютерная муха прямо сейчас. Или просто посмотреть веселые ролики.

Одним из самых потешных стал мем «муха в баре»: программисты подали на нейронную модель сигналы, имитирующие опьянение, и угорали над тем, как муха нелепо сучит крылышками.

Другие шутники скормили мушиному мозгу миллионы газетных заголовков, и заставили придумывать свои. Удивительно или нет, муха справилась не хуже журналиста: отличить ее (фейковые) новости от настоящих почти невозможно.

И все это, конечно, ржака и умора, но есть и повод задуматься. Выходит, мы своими руками создали матрицу, и сунули туда муху? А что, если кто-то другой создал другую матрицу, в которую сунул нас? Есть ли сознание у цифрового клона мухи? Если есть, то откуда оно взялось. Если нет, почему компьютерная муха ведет себя так осознанно?

То ли еще будет через несколько лет, когда оцифруют мозг более крупного существа. На очереди пчела (850 тысяч нейронов) и мышь (100 миллионов). До человека очередь дойдет, как говорят, к 2100 году. Нынешние младенцы застанут этот счастливый (?) момент стариками. Вот тут-то и начнется настоящее веселье. Выживет ли человечество в своем нынешнем облике, или уйдет в матрицу, собственноручно созданную? Узнаем относительно скоро.