Digitális szimulációként kelt életre egy muslica agya, hogy a fejlesztők azonnal a klasszikus Doom elé ültessék. A Google Research és a Janelia Kutatóintézet által feltérképezett idegrendszer alig néhány nappal a közzététele után kapott új feladatot. A kutatók által közzétett, MaleCNS v1.0 elnevezésű konnektom egy felnőtt hím muslica teljes agyát és központi idegrendszerét tartalmazza. Ez a biológiai térkép vált most egy egyedi szoftveres kísérlet alapjává.
A több mint tízéves munkával elkészített adatbázis 166 ezer neuront és nagyjából 125 millió szinaptikus kapcsolatot rögzít mikroszkopikus pontossággal. Bár a szakemberek eredetileg a neurotudományi kutatások előmozdítására hozták létre a nyíltan elérhető modellt, a szoftverfejlesztők szinte azonnal megtalálták a módot arra, hogy kipróbálják azt az ikonikus belső nézetű lövöldözős játékon.
Százhatvanhatezer neuron a virtuális pokolban
A kísérlet során a Doom minden egyes képkockáját vizuális ingerekké alakítják, amelyeket közvetlenül a szimulált muslicaagy érzékelő neuronjaiba táplálnak be. Az így kiváltott idegi aktivitást a rendszer visszaméri, majd játékkontroller-utasításokká fordítja le. A folyamat eredményeként a digitális idegrendszer ténylegesen irányítani kezdi a játékbeli karaktert.
A Doomfly néven futó nyílt forráskódú projekt mögött álló mérnökök nem hagyományos algoritmusokat vagy előre megírt játéklogikát használtak. A mesterséges intelligenciáknál megszokott mélytanulási modellek helyett közvetlenül a hálózaton belüli dopaminerg neuronokat stimulálják. Amikor a virtuális muslicaagy hasznos mozdulatot hajt végre – például elmozdul vagy célba ér –, a rendszer mesterséges dopaminjellel jutalmazza a struktúrát.
Dopaminjelek váltják ki a döntéseket
Ez a fajta tanulási folyamat a klasszikus operáns kondicionáláson alapul, amely a biológiai szervezetek természetes viselkedésmódosítását utánozza. A kísérlet során az idegrendszeri szimuláció több mint hatezer alkalommal próbálta teljesíteni a pályákat, miközben folyamatosan alkalmazkodott a kapott ingerlési mintázatokhoz.
A módszer egyedülállósága abban rejlik, hogy a kutatóknak nem kell leprogramozniuk a döntési szabályokat. A kísérlet főbb jellemzői a következők:
- A játék vizuális információi közvetlenül ingerlik az érzékelő neuronokat.
- A válaszként keletkező idegi jelek mozgási parancsokká alakulnak a játékban.
- A sikeres akciókat elektronikus jutalmazási jelek rögzítik az idegi hálózatban.
Biológia és videójátékok különös találkozása
Nem a Doom az egyetlen szoftver, amellyel próbára tették a digitálisan rekonstruált muslicaagyat. A fejlesztői közösség az elmúlt napokban olyan címekkel is tesztelte a modellt, mint a Super Mario 64, a Beat Saber és a Minecraft. Ezek a próbálkozások jól mutatják, hogy a biológiai konnektomok szoftveres futtatása új utakat nyithat az ingerekre reagáló ágensek vizsgálatában.
A humán agy 86 milliárd neuronjához képest a muslica 166 ezer sejtje elenyészőnek tűnik, így a kísérlet nem egy tudatos elme szimulációja. Ugyanakkor rávilágít arra, miként kapcsolható össze a valós biológiai szerkezet a digitális környezetekkel. A vizsgálatok rávilágítanak arra is, hogy az élő szervezetek huzalozása milyen hatékonyan képes összetett vizuális és mozgási feladatok feldolgozására.
