科学怪鱼“换脑”模拟实验提供令人振奋的结果

2020年03月25日 10:58 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒CNET报道,在最近发表于《 eLife》杂志上的一项研究中,科学家详细介绍了一项涉及鱼缸中玻璃刀鱼的实验。他们使用高分辨率相机记录了大量关于三条能放弱电的玻璃刀鱼和它们著名的带状鳍的微动感官数据,它们在隐藏的“隧道房屋”之间来回移动。在记录了每条鱼近40000次运动之后,研究人员创建了每条鱼的大脑和身体的计算机模型。

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但是他们并没有就此止步。 随后研究人员获取了每条鱼的信息处理和运动系统的数据,并创建了该鱼的虚拟版本他们将那个虚拟鱼的大脑交换到另一个虚拟鱼的身体中。他们测试了经过“换脑”的虚拟鱼,看看它们在没有任何虚拟物体的感官数据,然后再与该虚拟物体的感官数据配合时的反应。

研究人员的目标是找出当您改变感觉输入和神经回路之间的连接时鱼的行为。问题在于,精细运动控制的关键(例如用于击打棒球或发送短信的控制)是否在于神经系统与大脑的关系,还是在于我们的感觉输入是否有所作为。事实证明,研究人员的关键是获得对虚拟鱼的感官反馈。

当他们给大脑交换的虚拟鱼提供新的虚拟鱼体的感官反馈时,虚拟鱼继续前进,就好像从未交换过大脑一样。但是,如果没有感官反馈,大脑交换的虚拟鱼就无法适应在错误的虚拟身体中拥有错误的虚拟大脑。

该研究的主要作者埃里克·福特恩(Eric Fortune)在周一的新闻稿中说:“这项研究表明,感觉反馈在我们所做的每一件事中都发挥着深远的作用  。人们一直在试图弄清楚动物运动是如何永远发挥作用的。事实证明,交换这些鱼类的大脑是解决这个基本问题和更好地了解我们如何控制身体的好方法。”

研究人员说,科学怪鱼实验可以帮助机器人工程师收集有关传感器技术的有用见解,而这种鱼类的带状鳍可以改善我们对复杂肌肉激活的理解,在人体运动控制方面,这种复杂的肌肉激活可以使人类胜过机器人。

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