人工智能模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)雄性果蠅在看到雌性果蠅時(shí)的求偶行為

有人說(shuō)，“眼睛是心靈的窗戶”。其實(shí)，窗戶的作用是雙向的。我們的眼睛也是我們通向世界的窗戶。我們看到什么以及我們?nèi)绾慰创?，決定了我們?nèi)绾卧谑澜缰写┧?。換句話說(shuō)，我們的視野有助于指導(dǎo)我們的行為，包括社交行為。

現(xiàn)在，一位年輕的冷泉港實(shí)驗(yàn)室 (CSHL) 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這一機(jī)制的重要線索。他通過(guò)構(gòu)建普通果蠅大腦的特殊 AI 模型實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。他的研究成果已發(fā)表在《自然》雜志上。

CSHL 助理教授 Benjamin Cowley 及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)他們開(kāi)發(fā)的一種名為“淘汰訓(xùn)練”的技術(shù)完善了他們的 AI 模型。首先，他們記錄了雄性果蠅的求偶行為——追逐雌性并向其唱歌。接下來(lái)，他們通過(guò)基因手段沉默了雄性果蠅體內(nèi)特定類型的視覺(jué)神經(jīng)元，并訓(xùn)練他們的 AI 來(lái)檢測(cè)行為的任何變化。

通過(guò)對(duì)許多不同的視覺(jué)神經(jīng)元類型重復(fù)這個(gè)過(guò)程，他們能夠讓人工智能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)真正的果蠅在看到雌性果蠅時(shí)會(huì)如何反應(yīng)。

“我們實(shí)際上可以通過(guò)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)神經(jīng)活動(dòng)，并詢問(wèn)特定神經(jīng)元如何影響行為，”考利說(shuō)。 “這是我們以前做不到的事情。”

憑借新 AI，考利團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)果蠅大腦使用“群體代碼”來(lái)處理視覺(jué)數(shù)據(jù)。與之前假設(shè)的將每個(gè)視覺(jué)特征與一個(gè)動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)的單一神經(jīng)元類型不同，需要多種神經(jīng)元組合來(lái)塑造行為。

這些神經(jīng)通路的圖表看起來(lái)就像一張極其復(fù)雜的地鐵圖，需要數(shù)年時(shí)間才能破譯。不過(guò)，它能帶我們到達(dá)我們需要去的地方。它使考利的人工智能能夠預(yù)測(cè)現(xiàn)實(shí)生活中的果蠅在受到視覺(jué)刺激時(shí)會(huì)如何表現(xiàn)。

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