近期谷歌和 HHMI 刚开源的果蝇全脑图谱(MaleCNS v1.0,包含 16.6 万个神经元和 1.25 亿个突触),是怎么实现的能玩《毁灭战士》(Doom)、《超级马力欧64》甚至是《节奏光剑》呢?
1. 图像输入:像素转为感光神经元电信号
它的确接收了游戏画面,但并非以 RGB 格式交给神经网络推理,而是将游戏画面的每一帧降采样并映射成果蝇复眼的视网膜输入。
游戏画面的明暗、像素变化被转换成电流或脉冲频率,直接灌进这 16.6 万个 神经元前端的视觉感光神经元(Photoreceptors)里。
2. 信号传播:1.25 亿突触的自发动力学
视觉神经元被激活后,脉冲信号按照真实的生物连接组(生物进化学出的确定性物理拓扑)自发向深层视叶和中枢大脑扩散,经过无数兴奋性和抑制性突触的相互作用。
3. 动作输出:监听“运动神经元”映射按键
在果蝇神经系统中,有一批专门向胸腹神经绳传递指令的下行神经元(Descending Neurons),平时用于控制果蝇迈腿、转向或震翅。
开发者锁定了这些特定的运动神经元输出:当控制“向左转”的神经元放电超过阈值,脚本就模拟按下键盘上的 A;控制“向前”的神经元放电就按 W;原本用来挥翅或伸口器的神经簇被直接映射成了“开火”或“跳跃”按键。
4. 训练机制:生物级“赛博电击”惩罚
要让它学会打游戏,就必须给它反馈。在 Alex Wormuth 做的《毁灭战士》实验中,他没用传统的梯度下降,而是引入了生物层面的多巴胺调节机制:
一旦游戏里的主角受到伤害掉血,系统就会立刻电击刺激果蝇大脑中的 2 个 PPL101 多巴胺细胞。
这两个神经元在果蝇体内天然负责传导“厌恶、痛觉”等负面刺激,系统试图借此诱发突触可塑性,逼它形成“挨打就避开”的反射回路。
实际打得怎么样? 它目前完全谈不上“会玩”。在《超级马力欧64》的开源测试里,马力欧大部分时间在无规律地抽搐起跳,然后一头撞死在墙角;在《毁灭战士》里也经常像无头苍蝇一样原地打转。#首个成年果蝇大脑完整图谱值得诺贝尔奖##fly
发布于 广东
