人工智能预测果蝇行为已拥有惊人准确度

0 cnBeta.COM 2024-05-28 00:37:03

摘要：

利用人工智能进行的研究揭示了视觉如何影响果蝇行为的新见解，并对人类视觉研究产生了影响。我们都听过这样一句话："眼睛是心灵的窗户"。但窗户是双向的。我们的眼睛也是我们看世界的窗口。我们看到什么以及如何看到它，有助于决定我们如何在这个世界上行走。换句话说，我们的视觉有助于指导我们的行动，包括社会行为。

考利的研究小组记录了果蝇在培养皿中一系列"约会"的求偶过程，跟踪雄蝇（蓝色）看到雌蝇（红色）时的行为反应。放置在"竞技场"下方的微型麦克风捕捉到了雄性果蝇拍打翅膀发出的歌声。图片来源：考利实验室/冷泉港实验室

现在，冷泉港实验室（CSHL）的一位年轻科学家发现了一条重要线索，揭示了这一原理。他是通过建立一个普通果蝇大脑的特殊人工智能模型来做到这一点的。

观看雄果蝇（蓝色）向雌果蝇（红色）求爱。相应的动画捕捉了雄果蝇的视角。资料来源：CSHL

人工智能与果蝇行为

CSHL助理教授本杰明-考利（Benjamin Cowley）和他的团队通过一种他们开发的名为"淘汰训练"的技术训练了他们的人工智能模型。首先，他们记录了雄果蝇的求偶行为--追逐雌果蝇并向其唱歌。接下来，他们从基因上沉默了雄果蝇体内特定类型的视觉神经元，并训练人工智能检测行为的任何变化。通过用多种不同类型的视觉神经元重复这一过程，他们能够让人工智能准确预测真正的果蝇在看到雌果蝇时会做出怎样的反应。

考利说："我们实际上可以通过计算预测神经活动，并询问特定神经元如何对行为做出影响，这是我们以前无法做到的。"

解码神经通路

通过新的人工智能，考利的团队发现果蝇大脑使用"群体代码"来处理视觉数据。果蝇的行为需要许多神经元的组合，而不是像以前假设的那样，一种神经元类型将每个视觉特征与一个动作联系起来。这些神经通路的图表看起来就像一张极其复杂的地铁图，需要数年时间才能破解。尽管如此，它还是让我们找到了我们需要去的地方。它让考利的人工智能能够预测现实生活中的果蝇在受到视觉刺激时的行为。