Нейронная сеть, симулирующая мозг дрозофилы, сумела различить других мух

Ученые из Канадского института перспективных исследований провели необычный эксперимент с нейронной сетью, который разрешил спор о том, полагаются ли мухи на зрение в социальных связях. Их работа опубликована в журнале PLOS One.

Долгое время исследователи вели дискуссию о роли зрения в социальном взаимодействии дрозофил (Drosophila melanogaster). Одни считали, что насекомые больше полагаются на запахи и прикосновения, утверждая, что разрешение зрительной системы слишком мало для распознавания индивидов. Другие сомневались в этой гипотезе, указывая на ее многочисленные эмпирические опровержения. Сейчас канадские ученые поставили опыт, который во многом подтверждает точку зрения последних.

Они заметили, что структура визуальной системы мух во многом напоминает нейронную сеть Deep Neural Network, которая призвана симулировать некоторые функции человеческого мозга, такие как распознавание лиц, обработка языка или идентификация песен. Уменьшив способности алгоритма до тех, которыми обладает дрозофила, и привив ему визуальные рецепторы с тем же разрешением — 29 пикселей в квадрате, — авторы натренировали его различать мух в течение двух дней. На третий день они измерили способности алгоритма при помощи шкалы F1 score. Финальный показатель равнялся 0,75. При этом обычные нейронные сети, не обладавшие ограничениями мозга дрозофилы, ушли немногим дальше и продемонстрировали показатели 0,83 и 0,85.

Руководитель исследования Джон Шнайдер (Jon Schneider) считает, что эти результаты ясно показывают необходимость зрения в социальном взаимодействии мух. По его словам, когда насекомые видят друг друга, их встреча напоминает приветствие типа: «Привет, Алиса! — Привет, Боб!»

Исследователи отметили, что это открытие позволило нам узнать о поведении и нервной системе существ, которые, как казалось, хорошо изучены. Они надеются, что объединение двух сфер — нейробиологии и машинного обучения — позволит в будущем лучше изучить другие организмы.

Ранее на этой неделе австралийские ученые разработали систему, которая улучшит способы предсказания преступлений на основе данных о местоположении.