Wetenschap
Het AI-model voorspelt nauwkeurig het baltsgedrag van mannelijke fruitvliegjes als reactie op het zien van een vrouwtje
Er is ons verteld:"De ogen zijn het venster naar de ziel." Nou, vensters werken op twee manieren. Onze ogen zijn ook onze vensters naar de wereld. Wat we zien en hoe we het zien, bepaalt mede hoe we ons door de wereld bewegen. Met andere woorden, onze visie helpt onze acties te sturen, inclusief sociaal gedrag.
Nu heeft een jonge wetenschapper van het Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) een belangrijke aanwijzing ontdekt over hoe dit werkt. Hij deed dit door een speciaal AI-model te bouwen van het brein van de gewone fruitvlieg. Zijn werk is gepubliceerd in Nature .
CSHL-assistent-professor Benjamin Cowley en zijn team hebben hun AI-model aangescherpt met behulp van een techniek die zij hebben ontwikkeld en die 'knock-outtraining' wordt genoemd. Eerst registreerden ze het baltsgedrag van een mannelijke fruitvlieg:het achtervolgen en zingen voor een vrouwtje. Vervolgens hebben ze specifieke soorten visuele neuronen in de mannelijke vlieg genetisch tot zwijgen gebracht en hun AI getraind om eventuele gedragsveranderingen te detecteren.
Door dit proces te herhalen met veel verschillende soorten visuele neuronen, konden ze de AI nauwkeurig laten voorspellen hoe de echte fruitvlieg zou reageren op elke aanblik van het vrouwtje.
"We kunnen neurale activiteit computationeel voorspellen en ons afvragen hoe specifieke neuronen bijdragen aan gedrag", zegt Cowley. "Dit is iets wat we voorheen niet konden doen."
Met hun nieuwe AI ontdekte het team van Cowley dat het fruitvliegbrein een ‘populatiecode’ gebruikt om visuele gegevens te verwerken. In plaats van dat één neurontype elk visueel kenmerk aan één actie koppelt, zoals eerder werd aangenomen, waren er veel combinaties van neuronen nodig om gedrag vorm te geven.
Een diagram van deze neurale paden ziet eruit als een ongelooflijk complexe metrokaart en het zal jaren duren om te ontcijferen. Toch brengt het ons waar we heen moeten. Hiermee kan Cowley's AI voorspellen hoe een echte fruitvlieg zich zal gedragen wanneer hij visuele stimuli krijgt.
Betekent dit dat AI ooit menselijk gedrag kan voorspellen? Niet zo snel. De hersenen van fruitvliegjes bevatten ongeveer 100.000 neuronen. Het menselijk brein heeft bijna 100 miljard.
"Dit is hoe het is voor de fruitvlieg. Je kunt je voorstellen hoe ons visuele systeem eruit ziet", zegt Cowley, verwijzend naar de metrokaart.
Toch hoopt Cowley dat zijn AI-model ons ooit zal helpen de berekeningen te ontcijferen die ten grondslag liggen aan het menselijke visuele systeem.
"Dit zal tientallen jaren werk zijn. Maar als we dit kunnen uitzoeken, lopen we voorop", zegt Cowley. "Door [vlieg] berekeningen te leren, kunnen we een beter kunstmatig visueel systeem bouwen. Wat nog belangrijker is, we gaan aandoeningen van het visuele systeem veel beter begrijpen."
Hoeveel beter? Je moet het zien om het te geloven.