कम्प्यूटेशनल न्यूरोसायन्समधील एक मैलफलक

Eon Systems नावाचा स्टार्टअप फळ माशीच्या संपूर्ण मेंदूचे अनुकरण आभासी शरीरासह जोडल्याचा दावा करतो. ही प्रणाली Drosophila melanogaster मेंदूमध्ये सापडलेल्या सर्व 125,000 न्यूरॉन्स आणि अंदाजे 50 दशलक्ष सिनॅप्टिक कनेक्शनचे मॉडेल बनवते, जो संपूर्ण-मेंदू अनुकरण क्षेत्रामध्ये एक महत्त्वपूर्ण प्रगती दर्शवितो.

अलगीकृत न्यूरल सर्किट किंवा स्थिर कनेक्टिव्हिटी नकाशे अनुकरण करणार्‍या मागील प्रयत्नांच्या विपरीत, Eon Systems असे म्हणते की त्याचे अनुकरण आभासी शरीरासह जोडल्यावर बहु दृश्यमान वर्तन निर्माण करते. डिजिटल माशी जीवंत फळ माशींमध्ये पाहिल्या जाणार्‍या वर्तनांना प्रतिबिंबित करणारे लोकोमोशन पॅटर्न, संवेदनशील प्रतिक्रिया आणि इतर वर्तन प्रदर्शित करत आहे असे अहवाल आहे, हे सूचित करते की अनुकरण जैविक प्रणालीच्या गणनात्मक आर्किटेक्चरचे अर्थपूर्ण पहलू कॅप्चर करते.

अनुकरण कसे कार्य करते

अनुकरण फळ माशीच्या कनेक्टोमवर आधारित आहे, जो कीटकांच्या मेंदूमधील प्रत्येक न्यूरॉन आणि सिनॅप्सचा संपूर्ण नकाशा आहे जो अलीकडील वर्षांमध्ये संशोधकांनी प्रकाशित केला होता. या कनेक्टोमने संरचनात्मक ब्लूप्रिंट प्रदान केला, परंतु वायरिंग आरेखणाचे कार्यकारी अनुकरणामध्ये अनुवाद करणे लक्षणीय अतिरिक्त कार्य आवश्यक होते.

Eon Systems ने सुरक्षित अनुकरण सॉफ्टवेअर विकसित केली जी न्यूरॉन्समधील कनेक्शन मॉडेल करते तर नेटवर्कमधून सिग्नल कसे प्रसारित होतात हे देखील मॉडेल करते. 125,000 न्यूरॉन्सपैकी प्रत्येक स्वतंत्रपणे अनुकरण केला जातो, त्याचा फायरिंग पॅटर्न कनेक्ट केलेल्या न्यूरॉन्सकडून इनपुट द्वारे निर्धारित केला जातो जो सिनॅप्टिक शक्तीने वजन केला जातो. आभासी शरीर संवेदी इनपुट प्रदान करते आणि मोटर आउटपुट प्राप्त करते, जो एक बंद लूप तयार करते जो न्यूरल सिम्युलेशनमधून उदीयमान वर्तन स्वीकारू शकतो.

असे अनुकरण चलवणे ही गणनात्मक मांग पुष्कळ आहे. 50 दशलक्ष सिनॅप्टिक कनेक्शन रिअल-टाइमच प्रक्रिया करण्यासाठी आधुनिक हार्डवेअरवर लक्षणीय GPU संसाधनांची आवश्यकता आहे आणि कंपनीने आधुनिक हार्डवेअरवर अनुकरण साध्य करण्यासाठी अनुकूलित अल्गोरिदम विकसित केल्या आहेत.

फळ माशी महत्त्वाचे का आहे

फळ माशी हे न्यूरोसायन्समध्ये दीर्घकाळ एक मॉडेल जीव आहे, ज्याचे नेमके तुलनेने सोपे स्नायु प्रणाली असूनही असंख्य वर्तनांना समर्थन आहे. मानवी मेंदूमध्ये आढळणार्‍या अंदाजे 86 अरब न्यूरॉन्सच्या तुलनेत फक्त 125,000 न्यूरॉन्सचे, फळ माशी संपूर्ण-मेंदू अनुकरणासाठी हाताळण्यायोग्य लक्ष्य प्रतिनिधित्व करते परंतु फिरत्या वर्तन निर्माण करण्यासाठी पुरेसे जटिल आहे.

फळ माशींनी दर्शविणारे मुख्य वर्तन अंतर्भूत:

  • जटिल उड्डाण नमुने आणि नेव्हिगेशन
  • शिक्षण आणि स्मृती निर्मिती
  • वर वायविस संस्कारांसह सामाजिक वर्तन
  • अनिश्चिततेखाली निर्णय घेणे
  • सर्कडियन रिदम नियंत्रण

जर Eon Systems चे अनुकरण या वर्तनांपैकी किमान एक विश्वासदायकपणे पुनरुत्पादित करू शकत असेल, तर ते कनेक्टोम डेटा वापरून कार्यकारी मेंदू अनुकरण तयार करण्याचे दृष्टिकोन सत्यापित करेल आणि अधिक जटिल जीवांचे अनुकरण करण्याचा मार्ग खुला करेल.

AI आणि न्यूरोसायन्सचे परिणाम

हे साधन न्यूरोसायन्स आणि कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या छेदनबिंदूवर बसते. मोठ्या भाषा मॉडेलसारख्या आधुनिक AI प्रणाली जैविक न्यूरल नेटवर्कपेक्षा अगदी वेगळ्या तत्त्वांवर चालतात, संपूर्ण-मेंदू अनुकरण जैविक बुद्धिमत्तेच्या वास्तविक गणनात्मक सबस्ट्रेट प्रतिकृत करण्याचा प्रयत्न करून एक मूलभूतपणे भिन्न दृष्टिकोन घेते.

मेंदू अनुकरणचे समर्थक असे तर्क करतात की तो शेवटी AI प्रणाली तयार करू शकला जी जैविक मेंदूचे लवचिकता, कार्यक्षमता आणि मजबूती प्रदर्शित करेल. उदाहरणार्थ एक फळ माशीचा मेंदू वॉटचा एक अंश वापरत कार्यरत असतो तर अत्यंत संवेदनशील प्रक्रिया आणि मोटर नियंत्रण करतो जे अभियांत्रिक प्रणालीसाठी अजूनही कठीण राहतो.

न्यूरोसायन्सचे संदर्भात, अनुकरण मेंदूचे कार्य बद्दल गृहीतके चाचणी करण्याचे एक शक्तिशाली नवीन साधन देते. संशोधकांनी अनुकरणात वैयक्तिक न्यूरॉन्स किंवा कनेक्शन हेराफेरी करू शकली आणि वर्तनावर प्रभाव निरीक्षण करू शकली, प्रयोग जे जीवंत प्राणींवर करणे अत्यंत कठीण किंवा अशक्य असते.

संशय आणि आव्हाने

घोषणा वैज्ञानिक समुदायात उत्साह आणि संशय दोहींना मिळाली. काही संशोधकांनी प्रश्न केला की निरीक्षण केलेले वर्तन खरोखरच न्यूरल सिम्युलेशनमधून उद्भवत आहे किंवा आभासी शरीर कसे लागू केले जाते यामधील कलांचा अन्यथा परिणाम आहे. इतरांनी निदर्शित केल्या की कनेक्टोम एकट सर्व संबंधित जीवविज्ञान कॅप्चर करू शकत नाही, कारण न्यूरोमोडुलेशन, glial सेल क्रिया आणि आणविक सिग्नलिंग देखील मेंदूचे कार्य महत्त्वाचे भूमिका खेळतात.

Eon Systems असे म्हणाले की हे पीअर पुनरावलोकनासाठी तपशील परिणाम प्रकाशित करण्याची योजना आहे, जो वैज्ञानिक समुदायला दावे कठोरपणे मूल्यांकन करण्यास अनुमती देईल. कंपनीने असेही निर्दिष्ट केले की तो फळ माशीचे अनुकरण मोठ्या आणि अधिक जटिल मेंदूचे अनुकरण करण्याचे एक पायरी समजतो, जरी गणनात्मक आवश्यकता नाटकीय रीतीने मेंदू आकारासह स्केल करते.

पुढचा मार्ग

जर सत्यापित केल्यास, Eon Systems चे साधन जैविक बुद्धिमत्ता समजून घेण्यास आणि प्रतिकृत करण्याच्या दशकांच्या प्रयत्नातील खरा मैलफलक चिन्हांकित करेल. फळ माशीचा मेंदू आणि मानवी मेंदूमधील अंतर अतिशय मोठे राहते, परंतु संपूर्ण-मेंदू अनुकरण अर्थपूर्ण वर्तन निर्माण करू शकते हे दाखवणे एक आवश्यक पहिली पायरी आहे. हे कार्य न्यूरोसायन्स, संगणक विज्ञान आणि AI मधील वाढत्या अभिसरणचेही प्रकाश पाती, असा ट्रेंड जो येत्या वर्षांमध्ये हरकत नाटकीय परिणाम देण्याची संभावना आहे.

हा लेख The Decoder द्वारे रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.