生きたハエの脳ミソを切断して神経構造をPCに再現、オープンワールドゲームに放り込むと飛んだりエサを食べたりする

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何十年もの間、全脳エミュレーションは人工知能の魅力的な対極として存在してきました。生物学的脳を神経細胞一つ一つ、シナプス一つ一つとコピーして実行する——それがその姿です。

本日、私は自身が共同設立した会社Eon Systems PBCのビデオを初めて公開します。これは、私たちが信じる、世界初の「複数行動を生み出す全脳エミュレーションの具現化」を示すものです。

こちらのビデオをご覧ください：

2024年、EonのシニアサイエンティストであるPhilip Shiu氏と共同研究者らは、Nature誌に成体のショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）全脳の計算モデルを発表しました。このモデルは125,000を超える神経細胞と5,000万のシナプス結合を含み、FlyWireコネクトームと機械学習による神経伝達物質同定の予測から構築されています。このモデルは運動行動を95%の精度で予測しました。しかし、それは「非具現化」されたものでした——体を持たない脳、物理法則のない活性化、行き場のない運動出力です。

今、脳には行くべき場所ができました。Shiu et al.の全脳計算モデル、NeuroMechFly v2の具現化シミュレーションフレームワーク、Özdil et al.の身体部位協調の基盤となる中枢脳ネットワーク研究などの先行成果を基に、このデモンストレーションはEonのコネクトームベース脳エミュレーションを、MuJoCo内で物理シミュレーションされたハエの体と統合します。
結果はこうです：エミュレートされた脳自身の回路ダイナミクスによって駆動される、複数の異なる行動。感覚入力が流れ込み、神経活動が完全なコネクトーム全体を伝播し、運動コマンドが出力され、物理的にシミュレーションされた体がそれを実行する——全脳エミュレーションで初めて、知覚から行動へのループが閉じられたのです。

これは漸進的な進歩ではなく、質的な閾値です。これまでの同分野の研究は、脳をモデル化したが体なし、または体をアニメーションしたが脳なしのいずれかでした。DeepMindとJaneliaの最近のMuJoCoハエは、コネクトーム由来の神経ダイナミクスではなく強化学習でシミュレーションされた体を制御していました。OpenWormのようなC. elegansプロジェクトは具現化を試みましたが、神経系がはるかに小さく（約302神経細胞）、行動レパートリーも限定的でした。
これまで誰も、生物学的コネクトームから導かれた完全なエミュレート脳が、物理的にシミュレーションされた体を複数の自然な行動で駆動するところをデモンストレーションしていませんでした。

その影響はさらに上へと連鎖します。Eonのミッションは、世界最大のコネクトームと最高忠実度の脳エミュレーションを生み出すことです。目標はマウス脳の完全なデジタルエミュレーションであり、最終的に人間規模のエミュレーションへの基盤を築くこと。マウス脳には約7,000万の神経細胞があり、ハエの560倍です。チームは現在、それを試みるために必要なコネクトームデータと機能記録データを蓄積中です——拡張顕微鏡で全ての神経接続をマッピングし、生きている組織でのネットワーク活性化を捉えるために、数万時間のカルシウムおよび電圧イメージングを組み合わせています。
ハエ脳が今、シミュレーション内で感覚運動ループを閉じることができたなら、マウスでは「種類の問題」ではなく「規模の問題」になります。

このビデオをよく見てください。
あなたが見ているのはアニメーションではありません。生物を模倣する強化学習ポリシーでもありません。
それは、電子顕微鏡データから神経細胞対神経細胞で正確に配線された、生物学的脳のコピーです。それがシミュレーション内で動作し、体を動かしているのです。
「機械の中の幽霊」はもういません。機械が幽霊になりつつあるのです。

Eonは次にマウス脳、そして人間脳に挑戦するため、チームとインフラを拡大しています。この取り組みをフォローしたり、サポートしたりしたい方は、eon.systems で詳しくご覧ください。