Искусственный интеллект, оптогенетика и контроль разума. Уже здесь
Это звучит как фантастика, но это уже здесь. Не в теоретических моделях, а в подтвержденных опытах на животных разных видов. Представьте себе группу людей, скажем – военный отряд, готовящийся к штурму. И, внезапно, поведение одного из бойцов выбивается из общей группы. Страх, тревожность, случайное ранение. Вспышка лазера, и боец моментально становится частью группы. Такой же, как и его собратья. Половое влечение, агрессия, боль… Чувства выключаются вспышкой лазера и особь ведет себя точно так, как нужно. Вот как это работает.
Искусственный интеллект, оптогенетика и контроль разума
Исследователи разработали передовую систему искусственного интеллекта – YORU. Система способна распознавать конкретные модели поведения животных с точностью более 90% у разных видов. Объединив это высокоскоростное распознавание с оптогенетикой, команда успешно отключала конкретные мозговые цепи в режиме реального времени с помощью направленного света.
Этот прорыв позволил ученым заглушить «любовную песню» плодовой мухи аккурат в середине ее исполнения. Это доказывает, что система может изолирует и контролирует нейронную активность отдельной особи в социальной группе. Самоконтроль? Зачем, когда работает внешний контроль?
Сам же инструмент, как заявляется, призван помочь исследователям по всему миру составить карту того, как конкретные клетки мозга управляют сложными социальными взаимодействиями у муравьев, мышей и рыб.
Конечно, конечно…
Ключевые факты контроля разума
Чтобы не уйти в область фантастики, предлагаю прямо здесь договориться о ключевых элементах технологии. Здесь несколько важных факторов, поэтому распишу их чуть подробнее, чтобы в тексте не повторяться, а ссылаться на этот раздел.
Превосходная скорость и точность. Искусственный интеллект YORU распознает конкретные формы поведения по отдельным кадрам видео. При этом, он НЕ отслеживает части тела, что делает его на 30% быстрее, чем предыдущие инструменты. А точность распознания паттернов поведения достигает 90-98% даже когда животное находится в толпе.
Точное оптогенетическое наведение. Раньше, для контроля над животными, использовалось освещение всей камеры. То есть, группа мух находится в боксе, и чтобы подать сигнал в мозг одной мушки, вся комната освещалась вспышкой света. Новая система использует источник света, также управляемый искусственным интеллектом, который нацеливается на отдельных животных. Это позволяет манипулировать нейронами одного субъекта, не затрагивая его окружение.
Универсальность для разных видов. Система готова к использованию на самых разных видах, для заглушки любого вида поведения. Успешно подавляется: обмен пищей у муравьев, социальное взаимодействие у рыбок Данио, процесс груминга у мышей. И это с минимальным объемом обучающих данных.
Генетически модифицированные нейроны. Ранее писал о том, что такое оптогенетика. Речь про технологию, что генетически изменяет нейроны, делая их чувствительными к свету, проникающему через кожу голову и череп. Как результат, поведение контролируется вспышками лазера. Если тем же лазером светить на голову, в которой «нет таких нейронов», то это ни к чему не приведет. Пока что.
Источник: Университет Нагоя
Искусственный интеллект лазером блокирует неугодное поведение
В лабораторной камере самец плодовой мухи расправляет крылья и вибрирует ими, издавая своего рода любовную песню. Самка уже неподалеку и вовлечена в этот процесс. Внезапно на долю секунды вспыхивает зеленый свет. Песня самца обрывается на полуслове, и он складывает крылья. Самка, не впечатленная прерванной серенадой, уходит. Причина этого? Система искусственного интеллекта, которая наблюдала за началом брачного танца самца и отключила клетки мозга, отвечающие за пение.
Разработанный учеными из Университета Нагои, Университета Осаки и Университета Тохоку, этот искусственный интеллект способен наблюдать за поведением животных, распознавать его и блокировать конкретные нейронные цепи в мозге, отвечающие за это поведение. То, что достигается годами медитации может заменить разовая вспышка зеленого света.
Господи, сколько еще теорий заговора окажутся реальнее, чем мы думали?
Очистить разум
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, представлена усовершенствованная система искусственного интеллекта, способная определять, какое животное ведет себя в группе «не так, как другие», и избирательно воздействовать на клетки мозга исключительно этого животного во время социальных взаимодействий.
YORU (Your Optimal Recognition Utility) распознает различные виды поведения с точностью более 90%, включая обмен пищей между муравьями, социальную ориентацию у рыбок данио и груминг у мышей. Однако настоящий прорыв произошел с плодовыми мушками, когда исследовательская группа объединила YORU с технологией управления мозгом, чтобы отключить нейроны, отвечающие за воспроизведение песен во время ухаживания, что снизило успех самцов в процессе спаривания.
Революция произошла не толкьо в контроле, но и в распознании поведения. Традиционный анализ поведения строится на отслеживании отдельных частей тела покадрово, подобно технологии захвата движений в видеоиграх. Но, чем больше животных, тем хуже работает технология. Кроме того, ученым нужны более быстрые инструменты для экспериментов в реальном времени, где критически важна точность до долей секунды.
Слово тем, кто строит системы контроля поведения
Вместо отслеживания отдельных точек тела во времени, YORU распознает целые поведенческие реакции по их появлению в одном видеокадре. Он обнаружил поведенческие реакции у мух, муравьев и рыбок данио с точностью 90-98% и работал на 30% быстрее, чем конкурирующие инструменты.
Хаято Яманоучи, соавтор исследования из Высшей школы естественных наук Нагойского университета.
Ведущий автор исследования Азуса Камикучи объяснила, что настоящий прорыв заключается в сочетании YORU с оптогенетикой, используя свет для управления генетически модифицированными нейронами.
Мы можем подавлять нейроны, отвечающие за брачное поведение мух, в тот момент, когда YORU обнаруживает расправление крыльев. В отдельном эксперименте мы использовали направленный свет, который следовал за отдельными мухами и блокировал слуховые нейроны только одной мухи, в то время как другие свободно слушали песнь любви.
Ведущий автор исследования Азуса Камикучи
Этот индивидуальный подход к управлению решает важную проблему: предыдущие методы позволяли освещать целые камеры, что влияло на всех животных одновременно и делало невозможным изучение роли отдельной особи во время социальных взаимодействий.
Как работает технология управления мозгом
Шаг 1: Генная инженерия.
Ученые генетически модифицируют животных, чтобы в определенных нейронах их головного мозга экспрессировались специальные светочувствительные белки, называемые «опсинами». Эти белки могут включать или выключать нейроны в зависимости от поступающего сигнала.
Шаг 2: Обнаружение и реагирование
YORU фиксирует поведение животного в режиме реального времени с помощью камеры.
Когда ИИ YORU обнаруживает целевое поведение, он мгновенно посылает электрический сигнал на лазер.
Лазер автоматически включается и светит на целевое животное
Шаг 3: Свет управляет мозгом
Свет лазера попадает на животное-мишень и достигает генетически модифицированных нейронов.
Светочувствительные белки реагируют на свет, открывая ионный канал на мембране нейронов-мишеней.
Это блокирует или активирует конкретные нейроны, изменяя активность мозга животного.
В результате животное резко меняет поведение.
Система YORU работает с разными видами животных, способна обучаться распознаванию новых моделей поведения с минимальным объемом обучающих данных и не требует навыков программирования. Команда из Нагои сделала YORU доступной онлайн для ученых по всему миру, изучающих, как мозг контролирует социальные взаимодействия.
Ответы на ключевые вопросы
Вопрос. Чем YORU отличается от традиционных программ для отслеживания животных?
Ответ. Традиционное программное обеспечение обычно использует «отслеживание частей тела», при котором ИИ идентифицирует определенные точки: нос, хвост или крыло, и отслеживает их движение покадрово. Но если животные двигаются группой, то метод сбоит. YORU рассматривает весь силуэт животного как «объект поведения». Распознавая общую форму определенной позы в одном кадре, он работает на 30% быстрее и сохраняет точность даже при распознании конкретного животного в большой группе.
Вопрос. Почему «индивидуально-ориентированное управление» считается таким прорывом?
Ответ. Раньше, если учёные использовали оптогенетику, им приходилось освещать всю лабораторную камеру. Это означало, что каждое животное в группе подвергалось воздействию одновременно, что делало невозможным наблюдение за различиями в поведении конкретной особи, в разрезе от остальных. Скорость YORU позволяет направлять лазер на отдельную муху или муравья ровно в ту миллисекунду, когда особь действует «не так, как надо». Не затрагивая соседних особей.
Вопрос. Можно ли использовать эту технологию на животных, помимо плодовых мушек?
Ответ. Да, одна из сильных сторон YORU – универсальность для разных видов. Исследователи доказали, что метод работает с точностью 90-98%. И позволяет контролировать:
Муравьев: отслеживать и управлять их взаимодействием при обмене пищей.
Рыбок Данио: мониторинг социальной ориентации и моделей плавания.
Мышей: определение специфических привычек груминга.
Технология не требует навыков программирования и использует мало обучающих данных. Она разработана как универсальный инструмент для биологов по всему миру.
Вывод
Что ж. Шапочки из фольги перестают казаться чем-то безумным. Тем более, что технологию редактирования генов нейронов уже с осторожностью рассматривают к применению на людях, чтобы неинвазивно лечить психические заболевания.
Сделать процедуру безусловной для всех заключенных, и вот в тюрьмах царит идеальный порядок, для поддержания которого используются не ружья, а достаточно мощные лазеры.
Проведи процедуру среди людей, и вот на забастовках люди почему-то решают прекратить агрессию, давая возможность спецназу уводить всех неугодных. А сам спецназ стоит до последнего, позволяя закидывать себя коктейлями Молотова, чтобы создать объективный повод для штурма.
Наш мозг практически не отличается от мозга животных, в разрезе биологии, стимулов и цепных реакций. Но у нас лично есть возможность улучшить свои способности. О практическом использовании технологий и доступных средств, рассказывают материалы сообщества Neural Hack. Подписывайтесь, чтобы не пропускать актуальные материалы!
