Ученых давно интересует, как разум управляет движением животных. Плодовая мушка Drosophila melanogaster со своим относительно простым мозгом стала классическим объектом для изучения нервной системы. Теперь команда из Федеральной политехнической школы Лозанны создала виртуальную реальность, где искусственная дрозофилла может действовать и реагировать, будто настоящая. Это позволит понять, каким образом она контролирует передвижение, сообщает Phys.org.
Первого цифрового «близнеца» дрозофилы, NeuroMechFly, представили в 2022 году. Во второй итерации проекта исследователи детально смоделировали анатомию и физиологию плодовой мушки. Были точно воспроизведены углы сочленений ног и суставов, что позволило добиться более естественных движений. Модель также получила виртуальные глаза и усики, благодаря которым она способна воспринимать визуальную и обонятельную информацию, имитируя сенсорный опыт настоящей мухи.
Соединив NeuroMechFly v2 с моделью зрительной системы, можно понять, как крохотное существо воспринимает окружающую среду. Программа моделирует поведенческие реакции на внешние раздражители, например, запахи и визуальные сигналы. Виртуальная дрозофила демонстрирует реалистичное поведение, например, отслеживает объекты и ориентируется в пространстве, избегая препятствий.
Команда сымитировала поведение мухи во время преследования другого насекомого, например для ухаживания. Это стало возможным благодаря иерархической структуре модели, повторяющей организацию нервной системы реальных животных.
NeuroMechFly v2 помогает изучать, как мозг объединяет сенсорные сигналы для осознания положения тела. Ученые воспроизвели способность мухи отслеживать местоположение через обратную связь от движений ног. За счет этого симулированное насекомое способно определять свое положение в пространстве даже при ограниченных визуальных данных, что важно для нейроинженерии.
В будущем эту модель можно использовать в качестве основы для создания роботов, способных ориентироваться при помощи сенсорных сигналов. Например, они могли бы отслеживать запахи или корректировать свои движения для стабилизации изображения, подобно животным.
Ранее ученые смогли обратить вспять старение мозга у плодовых мушек.