旧金山初创公司Eon Systems声称,他们已经成功创建了首个能够控制虚拟身体并产生可识别行为的果蝇大脑数字仿真模型。
如果这是真的,我们可以称其为"巨大突破",而支撑这项研究的论文看起来确实可靠。这听起来像科幻小说中的内容,但并非你可能想象的那种科幻。
这项"首个多行为大脑上传"研究基于多项重要的前期工作,包括一些在知名期刊上发表的重量级科学研究论文。否则,我们早就会忽略这个消息了。乍一看,这个故事触发了我们的多个警报(大脑上传、人工智能、虚拟现实、奇点理论)。
然而,从表面上看,这项研究似乎是合理的。Eon Systems的研究人员采用了几个现有的组件:果蝇大脑扫描、神经元建模工具、果蝇部分肌肉和身体的模型,以及一个非常简单的虚拟环境,将它们连接在一起并运行。团队声称结果显示了真实昆虫的一些行为。
其中一个关键部分是果蝇(黑腹果蝇)的全脑连接组——这是经典的实验室生物之一,也是笔者在1980年代大学期间花费数小时通过双目显微镜观察的物种(当时,他能够以每小时数十到数百只的速度在培养皿中分离出麻醉雄蝇和雌蝇)。实际上,这是果蝇大脑的3D扫描,包含125,000个神经元和5000万个突触。
扫描来自一只成年雌性果蝇。这一点很重要,因为果蝇作为模式生物的原因之一是它们幼虫的某些部分异常巨大,因此更容易操作。相对而言,蛆虫的活动有限,所以蛆虫大脑扫描会更容易——但研究人员选择的是成年果蝇。
这个连接组来自名为Flywire的项目。该项目于2024年发表,同年,一个团队证明它似乎能够对某些信号做出反应,相关内容发表在《自然》期刊的论文"果蝇计算大脑模型揭示感觉运动处理"中。
Eon Systems使用名为Brian2的尖峰神经网络仿真器运行大脑扫描,这不是打字错误。Brian2是开源软件,源代码可在GitHub上找到。Eon还利用了NeuroMechFly v2模型,如论文"模拟成年果蝇的具身感觉运动控制"中所述。
因此,研究团队获得了突触级别的果蝇大脑扫描。他们使用人工智能工具将扫描中的125,000个神经元重新连接起来,重建了5000万个突触。然后在现有的神经元网络建模工具中运行生成的数据集。他们将这个数字化模型果蝇大脑连接到另一个代表果蝇身体某些部分的模型:腿部、触角、口器等。最终模型由MuJoCo高级物理仿真提供输入。
Alex Wissner-Gross博士在其Substack文章中展示的视频显示了模型果蝇的移动。总结来说,模型果蝇大脑控制着模型果蝇身体,成功实现了行走、停止和清洁触角,当模型接收到类似糖味的信号时,它会停下并伸出口器。换句话说,它伸出了舌头进行舔舐。
我们向在硅片中运行神经元模型方面拥有丰富知识的Steve Furber博士咨询了这个消息。他是ARM处理器的联合创造者,后续研究包括创建SpiNNaker 2硬件。
公平地说,Substack帖子中至少有一条评论是严厉批评的。我们专门就此询问了Furber博士。
Eon Systems的工作是否是一只在果蝇矩阵中苏醒的上传果蝇?不是。但它确实展示了将建模的果蝇大脑与建模的果蝇身体相互连接并产生类似果蝇行为的能力,这确实令人印象深刻。
Wissner-Gross博士在人工智能及相关领域写作和演讲已有约15年时间,所以他显然非常有动机将此事发挥到极致,但即便如此,对我们来说这看起来仍然是一个令人印象深刻的结果。
关于目前的结果,有许多事情尚未说明。其中之一是耗时多长。这将是一个绝对庞大的模型,意味着运行它会相当缓慢。我们绝对确信模型和视频不是实时运行的。很可能为了获得几秒钟的类果蝇行为,需要数周或数月的计算机时间。我们确信在接下来的几年里,不会有飞行昆虫的大脑扫描作为机载无人机飞行员。
我们相信世界各地的研究人员将争相复制这项工作,并确实会寻找任何问题并突出它们。不过,除其他事项外,这可能会使获得资助变得更容易。这是那种你可以在不理解的管理员面前挥舞并产生良好效果的演示。
科幻小说的共鸣是不可避免的,但它们可能不像你最初想象的那样积极。
例如,你可能会兴奋这可能是朝向大脑上传的一个可测量的小步骤。小心你的愿望,读读我们近年来最喜欢的关于人类大脑上传的思想实验《Lena》。这是一个以虚假维基百科文章形式呈现的绝佳短篇小说,读起来令人毛骨悚然。(标题取自数字图像处理中使用的参考图像之一。同名模特本人现在希望这张图像被淘汰。)
对于更长的版本,有Neal Stephenson最近的小说《Fall; or, Dodge in Hell》。如果你眯着眼睛看,这大致有一个快乐结局的形状,但真正的潜台词就在标题中。
不过,它直接而密切地让我们想起的是Charles Stross的短篇小说《Lobsters》,这并非巧合,因为与我们分享这项研究的人就是该作者。这后来成为他2005年小说《Accelerando》的一部分,讲述了人类经历技术奇点的故事。科技界的很多人都非常喜欢这本书(在Goodreads上有22,431个评分和1,448条评论),但没有注意到背景中发生的巨大种族灭绝暴行——这应该告诉你关于科技兄弟的重要信息。
对我们来说,启示是,随着俄罗斯入侵乌克兰拖入第12年,加沙战争已持续近30个月,新的2026年伊朗战争继续推高油价和硝烟,我们正在滚入William Gibson的"头奖"情景:
在21世纪,它杀死了80%的人类和地球上大部分其他生命。恰好,它伴随着一个巨大科学和技术进步的时期。
Q&A
Q1:Eon Systems创建的果蝇大脑模型有什么特别之处?
A:Eon Systems声称创建了首个能够控制虚拟身体并产生可识别行为的果蝇大脑数字仿真模型。该模型基于包含125,000个神经元和5000万个突触的果蝇全脑连接组,能够实现行走、清洁触角和对糖味信号伸出口器等行为。
Q2:这个果蝇大脑仿真模型是如何工作的?
A:研究团队将果蝇大脑3D扫描与神经元建模工具、果蝇身体模型和虚拟环境连接在一起。他们使用Brian2尖峰神经网络仿真器运行大脑扫描,并通过人工智能工具重新连接神经元,最终在MuJoCo物理仿真环境中实现了类果蝇行为。
Q3:这项研究对未来有什么意义?
A:虽然这不是真正的"大脑上传",但展示了将建模大脑与建模身体连接并产生生物行为的可能性。不过,由于模型运行速度很慢,可能需要数周或数月的计算时间才能获得几秒钟的行为,短期内不会有实际应用,但为相关研究提供了重要参考。
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