Erstaunlich: Das Gehirn der Fruchtfliege wurde erfolgreich mit ChatGPT verbunden.

Ich rieche Essig und Hefe. Ich schmecke Zucker. Es ist warm und hell. Was soll ich tun?

Dieser Satz stammt aus den Entladungen eines Gehirns einer Fruchtfliege.

Die Impulse von 138.000 Neuronen, die gleichzeitig aussendeten, wurden von einem Übersetzer Wort für Wort dekodiert, zu Sätzen zusammengesetzt und unverändert an ChatGPT gesendet.

Erst gestern kündigte der Entwickler @chetaslua an, dass er ein simuliertes vollständiges Gehirn einer Fruchtfliege mit ChatGPT verbunden hat.

15 Millionen Verbindungen wurden Impuls für Impuls auf einem MacBook ausgeführt.

Es gibt keine Neurochip und keine GPU. Die einzigen Werkzeuge sind NumPy und ein Konnektom. Einfach ausgedrückt ist das Konnektom das Verdrahtungsdiagramm dieses Gehirns, das zeigt, wie die Neuronen miteinander verbunden sind.

Aber selbst bei der Simulation ist das Schockierende an diesem Vorfall keineswegs verringert —

Biologische neurale Signale wurden zum ersten Mal in natürliche Sprache übersetzt, um direkt mit KI zu kommunizieren.

Bevor er die Fruchtfliege zum „Sprechen“ brachte, führte Chetaslua eine wichtigere Aufgabe durch: Er bewies, dass die Ergebnisse dieses simulierten Gehirns zuverlässig sind.

Daraufhin entwarf er eine Plausibilitätsprüfung gemäß einer wissenschaftlichen Arbeit.

Wenn man Zucker zuführte, feuerte das für die Rüsselbewegungen zuständige MN9-Neuron mit 78 Hz. Das bedeutet, dass diese Fruchtfliege den süßen Geschmack wahrgenommen hat, ihren Mund mit einer Frequenz von 78 Mal pro Sekunde nach vorne streckte und bereit war zu fressen.

Wenn man Bitterstoff hinzufügte, fiel die Frequenz sofort auf 3 Hz. Sie zog den Mund zurück und hörte auf zu fressen.

Die Richtung stimmt mit den Schlussfolgerungen der 2024 in *Nature* veröffentlichten Arbeit überein.

Gefallen und Abneigung sind in diesem Gehirn nur zwei Frequenzreihen. Eine hohe Frequenz bedeutet, dass sie den Mund streckt, um zu fressen, eine niedrige Frequenz bedeutet, dass sie den Mund zurückzieht.

Einige Netznutzer fragten nach: Ist die 78 Hz aus den echten Konnektomdaten entstanden oder von deinem Modell selbst erfunden?

Er antwortete mit zwei Wörtern: its real (echt) .

Dieser Schritt ist sehr wichtig. Das häufigste Problem von simulierten Gehirnen ist, dass sie nur sich selbst widersprechen.

Aber wenn man zuerst einen in der Arbeit bestätigten Signalweg zur Überprüfung verwendet und die Ergebnisse übereinstimmen, werden die folgenden Aussagen erst akzeptiert.

Wie werden Nervenentladungen zu menschlicher Sprache?

Dies ist der entscheidendste und auch der erstaunlichste Schritt des gesamten Experiments.

Er trainierte ein „lineares Auslesesystem“ auf der eigenen Aktivität dieses Gehirns. Einfach ausgedrückt ist dies ein Übersetzer — der verschiedene Entladungsmuster verschiedenen Wörtern zuordnet.

Jedes Mal, wenn das Gehirn dieser Fruchtfliege ein bestimmtes Muster neuraler Aktivität erzeugt, gibt der Übersetzer ein entsprechendes Wort aus.

Während des Trainings führte er eine sehr durchdachte Maßnahme durch: Er schloss die sensorischen Neuronen aus.

Denn in dem Moment, in dem der Geruch auf die Riechneuronen trifft, ist das Signal am saubersten. Das Auslesen in diesem Moment ist keine große Leistung. Es ist so, als würde man bei einer Prüfung die Antworten heimlich einsehen — dann hat man natürlich alle Fragen richtig, aber das hat keine Bedeutung.

Was er wollte, ist: Wie viel von diesem Signal bleibt übrig, nachdem es mehrere Stationen im Gehirn durchlaufen hat, und kann es im nachgeschalteten Bereich erkannt werden?

Das heißt, ob die Informationen in den Zwischenschritten von „ich rieche etwas“ bis „ich bin bereit zu handeln“ noch vorhanden sind.

Das Ergebnis: Alle 16 Wörter waren richtig, die Genauigkeit betrug 100%.

Dann schränkte er die verfügbaren Signale nur noch auf die Projektionsneuronen und Motoneuronen ein. Das ist die Ebene, von der das Gehirn Befehle an den Körper sendet, die schon sehr nahe am „Handeln“ ist — die Genauigkeit beträgt immer noch 85%.

Das bedeutet, dass Empfindungen wie Geruch, Geschmack und Tastsinn, wenn sie von der Wahrnehmungsebene bis zur Ebene „bereit zum Handeln“ gelangen, immer noch Informationen tragen, die ausgelesen werden können. Die Signale werden während der Übertragung nicht verdünnt.

Dann wurden diese Wörter von der Fruchtfliege selbst zu Prompts zusammengesetzt und unverändert an ChatGPT gesendet.

Der Satz am Anfang ist der erste Satz, der aus dieser Kette von Schritten hervorgeht.

Achten Sie auf diese Reihenfolge — zuerst gibt es die Entladung, dann das Wort, dann der Satz. Niemand hat sie dazwischen bearbeitet.

Die Simulation des gesamten Gehirns einer Fruchtfliege auf einem Laptop ist eigentlich nicht neu.

Im Oktober 2024 haben Forscher der University of California Berkeley das FlyWire-Konnektom verwendet, um 139.000 Neuronen und 50 Millionen Verbindungen zu simulieren. Auch sie verwendeten nur einen Laptop, und die Simulationsergebnisse können die Reaktionen echter Fruchtfliegen nach Stimulation vorhersagen.

Das Neue an diesem Mal ist: Nervenentladungen wurden zum ersten Mal in natürliche Sprache übersetzt und unverändert an ein großes Sprachmodell übergeben.

Zuvor konnten die simulierten neuralen Aktivitäten nur mit den Reaktionen echter Fruchtfliegen verglichen werden.

Die Voraussetzung für die Umsetzung dieses Systems ist, dass die Konnektomdaten vollständig öffentlich zugänglich sind.

Die Grundlage der Daten ist das Konnektom des zentralen Nervensystems männlicher Fruchtfliegen — MaleCNS v1.0, das von HHMI Janelia, der Universität Cambridge und Google Research in zehn Jahren erstellt wurde.

Allein die manuelle Korrektur hat 44 Personenjahre gedauert. Es wurde am 3. September in der Zeitschrift *Cell* veröffentlicht, enthält 166.700 Neuronen und 125 Millionen synaptische Verbindungen und ist nach der CC-BY-Lizenz vollständig quelloffen.

Nach der Registrierung erhält man ein Token, und mit wenigen Zeilen Code nach pip install kann man die vor- und nachgeschalteten Verbindungen beliebiger Neuronen auf den lokalen Rechner herunterladen.

Nur zwei Tage nach der Veröffentlichung der MaleCNS-Arbeit hat der Doktorand Evan Smith vom Georgia Institute of Technology mit GPT-6 Astra dieses Konnektom in Minecraft eingebaut, sodass eine virtuelle Fruchtfliege in einem gläsernen geschlossenen Raum fliegt und ihre neuralen Aktivitäten jede Richtungsänderung direkt bestimmen.

Unmittelbar danach haben andere Leute das Gehirn der Fruchtfliege verwendet, um Doom zu spielen, Mario 64 auszuführen und Beat Saber zu spielen.

Ein zehn Jahre altes Kartenmaterial gelangte innerhalb von zwei Tagen in Spiele, und wenige Tage später sprach es bereits mit GPT.

Chetaslua führte auch einen umgekehrten Test durch.

„Vor dir ist eine Wand“ wurde an ChatGPT gesendet, ChatGPT antwortete „nach links“, und dieser Befehl wurde dann an die auditorischen Neuronen der Fruchtfliege zurückgesendet.

Die Fruchtfliege gehorchte 37 Mal, kein einziges Mal falsch.

Aber sie fand nie Nahrung.

Die Befehle wurden fehlerfrei ausgeführt, aber die Nahrungssuche schlug völlig fehl. Das zeigt, dass zwischen der Fähigkeit, Verhaltensweisen zu steuern, und der Entstehung von Bewusstsein noch eine vorübergehend nicht überwindbare Kluft besteht.

Gehorchen erfordert nur, dass Signale hereinkommen und Bewegungen ausgeführt werden. Aber die Nahrungssuche erfordert etwas anderes — man muss sich merken, welche Stellen man schon ausprobiert hat und welche nicht, man muss Informationen von vor einigen Schritten behalten und verwenden, und man muss in einer unbekannten Umgebung eine Art „Strategie“ bilden.

Diese Fähigkeit hat diese Fruchtfliege nicht gezeigt.

Niemand weiß, ob sie echten Essig riecht und ob sie subjektive Erfahrungen hat. Der Entwickler selbst sagt nur, dass es sich um eine Simulation handelt.

Jetzt sind wir an der Reihe, die Antwort zu geben

In der Vergangenheit brauchte man für Experimente mit der vollständigen Gehirnsimulation ein Spitzenlabor, eine sechsstellige Finanzierung, ein interdisziplinäres Team und lange Wartezeiten.

Jetzt reicht nur ein Laptop, ein heruntergeladenes Verdrahtungsdiagramm und ein Wochenende, an dem man bereit ist, herumzuexperimentieren.

Ein Entwickler hat das Gehirn einer Fruchtfliege mit 138.000 Neuronen zu Hause zum Laufen gebracht und es mit ChatGPT verbunden.

Das nächste Experiment, das biologische neurale Signale mit KI kommunizieren lässt, muss möglicherweise nicht mehr auf die Veröffentlichungsfrist der Arbeit oder die Genehmigung der Finanzierung warten. Es könnte auf dem Schreibtisch von jemandem mitten in der Nacht nach einem plötzlichen Geistesblitz stattfinden.

Der Satz der Fruchtfliege „Was soll ich tun?“ ist ein vom Übersetzer zusammengesetzter Standardsatz.

Aber diese Frage selbst ist jetzt wirklich an der Reihe, von uns ernsthaft beantwortet zu werden.

Referenzquellen:

https://x.com/chetaslua/status/2098387725972123825

https://male-cns.janelia.org/

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Offiziellen Konto „AI Era“, Autor: AI Era, veröffentlicht mit Genehmigung von 36Kr.