Революция в биологията: Изкуствен интелект манипулира поведението на червеи

Изследователите разкриват нови възможности в областта на невробиологията.

Група учени са направили впечатляващо откритие в пресечната точка на невробиологията и изкуствения интелект. Те са успели да установят пряка връзка между изкуствения интелект и нервната система на малки червеи с дължина само един милиметър. Експериментът, чиито резултати са публикувани в списание Nature Machine Intelligence, показва изненадващото взаимодействие между изкуствения и биологичния интелект.

Изследователите са използвали подход за обучение с дълбоко обучение с подсилване, за да тренират изкуствения интелект. Този подход е широко използван за обучение на ИИ в игри като Го. В основата на системата е изградена изкуствена невронна мрежа, която анализира последователностите от действия и техните резултати, за да разработи оптимални стратегии за постигане на дадена цел.

Обект на изследването са микроскопични червеи от вида Caenorhabditis elegans. Задачата на компютъра била да насочи малките същества към лакомство – бактерия Escherichia coli – в малка петриева паничка с диаметър четири сантиметра. Камера е записвала позицията и ориентацията на главата и тялото на всеки червей. Изкуственият интелект е получавал тази информация три пъти в секунда за предходните 15 кадъра, което му е давало представа за миналото и сегашното положение на индивида във всеки момент.

За контрол на движението се е използвала светлина. Учените модифицирали генетично червеите по такъв начин, че определени неврони да се активират или деактивират в отговор на светлинните сигнали.

Изследователите тествали шест генетични линии, при които броят на светлочувствителните неврони варирал от един до всичките 302 налични в Caenorhabditis elegans. Във всяка линия светлинната стимулация предизвиквала различни ефекти: например карала червея да се върти или, обратно, пречела му да се върти. Преди основния експеримент изследователите са събрали данните за обучение, като са излагали червеите на светлина на случаен принцип в продължение на пет часа.

Резултатите от експеримента са впечатляващи. В пет от шестте генетични линии, включително линията, при която всички неврони реагират на светлината, изкуственият интелект се научил да насочва червеите към целта по-бързо, отколкото ако те се движат сами или под въздействието на случайни светлинни проблясъци. Особено интересно е да се види как ИИ и биологичните системи работят заедно: ако системата насочва червея направо към целта, но по пътя се появят малки препятствия, червеят самостоятелно ги заобикаля.

Перспективите на това изследване изглеждат обещаващи. Екип от учени вече работи по прилагането на техния метод за подобряване на дълбоката мозъчна стимулация при лечението на болестта на Паркинсон при хората. В бъдеще комбинацията от подсилено обучение и импланти може дори да даде на хората нови способности чрез съчетаване на изкуствени и биологични невронни мрежи.