Zusammenfassung:
Eine Fruchtfliege führt in letzter Zeit ein geschäftiges digitales Leben.
Es wurde in „Minecraft“ gestopft und wanderte herum, lernte in „Doom“ das Schießen und stieß in „Super Mario 64“ wiederholt gegen die Wand; Es lauschte den vier Tönen und tanzte „Y.M.C.A.“, versuchte den Zauberwürfel zu drehen, parkte seitlich ein, nachdem es hunderte Male fehlgeschlagen war, und wurde gebeten, beim Abbiegen das Licht einzuschalten.
Einige Leute gaben ihm 100 US-Dollar, um Bitcoin-Spekulationen zu simulieren, andere baten es, LinkedIn-Beiträge zu schreiben, und zogen sich schließlich in ein virtuelles „Fruchtfliegenparadies“ zurück.
Diese Staffel begann am 3. September. Ein Schaltplan des Drosophila-Nervensystems mit dem Namen MaleCNS v1.0 wurde der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, und die Programmierer nahmen ihn schnell an.
Diese Daten beziehen sich auf das Gehirn und den ventralen Nervenstrang einer erwachsenen männlichen Fruchtfliege, was dem Rückenmark des Insekts entspricht. Das gesamte Diagramm zeigt 166.700 Neuronen und etwa 124 Millionen synaptische Verbindungen, die von den Augen bis zu den Motoneuronen, die die Beine steuern, verfolgt werden können.
Forscher, die an der Entwicklung des Datenportals FlyWire Codex beteiligt waren, sagten, die Website werde schnell tausende Male am Tag heruntergeladen. KI-Programmiertools senken auch die Hemmschwelle für die Entwicklung von Spielen, Grafiken und Steuerungsschnittstellen.
Was ursprünglich ein neurowissenschaftliches Material zur Untersuchung von Sehvermögen, Bewegung und Balz war, wurde innerhalb weniger Tage zur neuen Spielzeugkiste für Internetentwickler.
01Das Internet hat ihm mehrere Leben gegeben
Dieser Trend verbreitete sich erstmals von „Minecraft“.
Evan Sinclair Smith, Absolvent des Georgia Institute of Technology, verband das neuronale Netzwerk der Fruchtfliege mit der Würfelwelt, wandelte visuelle Bilder in neuronale Eingaben um und las dann Bewegungsanweisungen aus der Netzwerkaktivität. Nachdem das Video des Experiments veröffentlicht wurde, ging es viral und andere Entwickler begannen, Körper und Aufgaben durch denselben Schaltplan zu ersetzen.
Der Softwareentwickler Mark Unthank forderte eine simulierte Fruchtfliege auf, seitliches Parken zu üben, scheiterte jedoch hunderte Male, bevor er es einmal schaffte. Weil er es nicht ertragen konnte, dass in der Realität nur wenige Menschen Blinker benutzten, fügte er Regeln für das Abbiegen von Lichtern für die Fruchtfliegen hinzu.
Unthank fasste die Weitergabe später an die New York Times zusammen: „Was alle dachten, war nicht, was die Fruchtfliege tun konnte, sondern was für lächerliche Dinge sie tun konnte.“
Also begann die Fruchtfliege, Musik zu hören. Ein Projekt wandelt vier Musiknoten in Reizsignale um, damit sie „Y.M.C.A.“ folgen; Ein anderes Projekt trainiert es, einen Zauberwürfel zu drehen.
404 Media listet außerdem das Verfassen von LinkedIn-Beiträgen, das Tranchieren von Grillfleisch und den Rückzug digitaler Fruchtfliegen in eine gefahrlose virtuelle Welt auf. Einige Entwickler haben die Stimulationsbedingungen geändert, um eine männliche Fruchtfliege eher dazu zu bringen, sich anderen Männchen zu nähern.
Diese Projekte haben das gleiche neuronale Schaltschema, aber der Grad der Fertigstellung ist sehr unterschiedlich.
Einige verbinden einfach vorab vereinbarte Aktionen mit dem neuronalen Netzwerk der Fruchtfliege, andere fügen Belohnungen und Bestrafungen hinzu, in der Hoffnung zu sehen, ob das Netzwerk das Verhalten ändern kann; Manche sind einfach lustige Ideen.
In den kurzen Videos sehen sie alle so aus, als hätten „digitale Fruchtfliegen neue Fähigkeiten erlernt“. Was tatsächlich gemischt ist, ist Demonstration, Training und Fantasie.
Doom ist eines der vollständigsten Projekte mit einem öffentlichen Experimentierprozess.
Der Softwareentwickler Alex Wormuth wandelt Spielbilder in visuelle Reize um und sendet sie an sensorische Neuronen. Die Netzwerkaktivität wird dann in Drehen, Vorwärtsbewegen und Schießen abgebildet. Wenn der Charakter verletzt wird, stimuliert das Programm zwei Dopaminzellen, die mit Abneigungsreaktionen verbunden sind, in der Hoffnung, dass er nach und nach lernt, Gefahren zu vermeiden.
Das Experiment wurde über Tausende von Runden durchgeführt.
Fruchtfliegen treffen gelegentlich ihre Feinde, aber sie haben nicht bewiesen, dass sie gelernt haben, zu überleben.
Die neueste Version des Projekts hat die von den Entwicklern selbst festgelegten visuellen, konditionierten Reflex- und Überlebenstests nicht bestanden. Das Erweitern eines Spiels oder das Anpassen der Verbindungsgewichte allein beweist nicht, dass ein Lernvorgang stattgefunden hat.
Die Fruchtfliegen in Super Mario 64 haben keine Ziele zum Trainieren, Belohnen oder Sammeln von Sternen. Es bewegt sich und trifft wiederholt auf Wände.
Das beliebte Video von „Rhythm Lightsaber“ basiert auf aufgezeichneten Sequenzen, und Entwickler versuchen immer noch, externe Signale zu reduzieren und das System direkt auf neue Szenen reagieren zu lassen.
Wormuth machte später Stonkfly.
Die Bitcoin-K-Linie wird als Bild mit niedriger Auflösung gezeichnet und an das linke und rechte Auge der simulierten Fruchtfliege gesendet; Die Netzwerkausgänge Kaufen, Verkaufen oder Halten sowie Gewinn und Verlust lösen künstlich gesetzte Belohnungs- bzw. Ekelsignale aus.
Bei einem Versuch stieg er kurzzeitig um etwa 1 US-Dollar und verlor ihn dann wieder, als der Preis der Währung fiel. Das Projekt verwendet standardmäßig simulierten Handel, und der Autor hat nicht nachgewiesen, dass Fruchtfliegen gelernt haben, Geld zu verdienen.
02Einen Schaltplan zu haben ist nicht dasselbe wie ein Gehirn zu haben
Um diese Karte zu zeichnen, teilten die Forscher das Zentralnervensystem in 66 Teile, ließen sieben Elektronenmikroskope ein Jahr lang ununterbrochen arbeiten, fügten mithilfe von KI Millionen zweidimensionaler Bilder zu einer dreidimensionalen Struktur zusammen und überprüften dann manuell die Neuronen und Synapsen einzeln.
Damit dieses neuronale Netzwerk auf einem Computer ausgeführt werden kann, reicht es nicht aus, einen Schaltplan zu haben. Der Entwickler muss auch Annahmen für die fehlenden Informationen im Diagramm treffen.
Das Konnektom kann bis auf jeden Draht genau sein, aber es zeichnet nicht vollständig den aktuellen Zustand jedes Neurons, die tatsächliche synaptische Stärke und Neurotransmitterveränderungen auf, noch bringt es alle Muskeln, Hormone und die innere Umgebung des Körpers in den Computer.
Wie sich die Neuronen entladen, wie stark das visuelle Signal ist und welche Gruppe von Aktivitäten dem Schießen oder Drehen entspricht, muss manuell eingegeben werden. Durch die Änderung einer Reihe von Parametern kann das gleiche Diagramm ein völlig anderes Verhalten zeigen.
Das erklärt auch, warum sich digitale Fruchtfliegen so leicht in Spieler, Fahrer und Händler verwandeln lassen.
Entwickler übertragen kein fertiges Gehirn in die virtuelle Welt. Was sie vor sich hatten, war ein Netzwerk, das zwar komplex genug war, aber viele Lücken hinterließ: Das Spiel lieferte die visuellen Elemente und Belohnungen, der Code lieferte den Körper und die Bewegung und der Schaltplan der Fruchtfliege vermittelte die Aktivitäten dazwischen.
Jedes Mal, wenn sich die Umgebung ändert, müssen Entwickler erneut antworten: Wie schickt man die Außenwelt in das Nervensystem, wie setzt man neuronale Aktivitäten in Aktionen um, welche Verbindungen sollten unverändert bleiben und welche Parameter können nur erraten werden.
Neurowissenschaftler können diese Hypothesen dann eine nach der anderen optimieren und sie mit lebenden Fliegen vergleichen.
Welches Neuronenmodell näher an der realen Aktivität ist, welche Schaltkreise das Drehen, Entkommen und Balzen bestimmen und ob die Änderung einer Verbindung gleichzeitig ein anderes Verhalten zerstört, kann im gesamten Netzwerk beantwortet werden.
Spielen, seitliches Parken und simulierter Handel sind nur einige der ersten Spielmöglichkeiten, wenn diese Roadmap abgebaut wird.
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