Einem Start-up aus dem Silicon Valley ist ein bahnbrechender Schritt in der digitalen Neurowissenschaft gelungen: Es hat erstmals ein vollständig digitales Abbild eines Gehirns geschaffen, das eigenständig komplexe Verhaltensweisen steuert. Das Unternehmen entwickelte eine exakte neuronale Kopie des Gehirns einer Fruchtfliege, die einen virtuellen Körper in einer simulierten Umgebung bewegt.
Diese von Eon Systems vorgestellte Entwicklung markiert einen fundamentalen Unterschied zu herkömmlichen KI-Ansätzen.
Im Gegensatz zu KI-Systemen, die Verhalten durch umfangreiches Training erlernen, entstehen die Aktionen der virtuellen Fliege – wie Laufen, Putzen oder Nahrungssuche – autonom. Sie werden direkt von einer Neuron-für-Neuron-Nachbildung eines echten biologischen Gehirns generiert.
“Dies ist keine Animation. Es handelt sich nicht um eine Methode des bestärkenden Lernens, die biologische Prozesse nachahmt”, erläuterte Dr. Alex Wissner-Gross, Mitbegründer von Eon Systems, in einem Beitrag zur Bekanntgabe des Durchbruchs. “Es ist eine Kopie eines biologischen Gehirns, eine Neuron-für-Neuron-Verknüpfung basierend auf Elektronenmikroskopie-Daten, die in einer Simulation läuft und einen Körper bewegt.”
Grundlage dieser Leistung ist eine wegweisende Forschung aus dem Jahr 2024, bei der ein internationales Konsortium das vollständige Konnektom – also das Netzwerk aller neuronalen Verbindungen – einer erwachsenen Fruchtfliege kartierte. Jedes ihrer etwa 140.000 Neuronen und 50 Millionen synaptischen Verknüpfungen wurde erfasst. Philip Shiu, leitender Wissenschaftler bei Eon, war Mitautor einer in Nature veröffentlichten Studie, die zeigte, dass ein auf diesem Schaltplan basierendes Computermodell das tatsächliche motorische Verhalten der Fliege mit 95 Prozent Genauigkeit vorhersagen kann.
Dieses Modell war jedoch zunächst ein Gehirn ohne einen Körper, den es ansteuern konnte. Eon hat nun diesen Kreis geschlossen, indem es das digitale Gehirn mithilfe der MuJoCo-Physik-Engine von Google DeepMind in einen realistisch simulierten Fliegenkörper integrierte.
Sensorische Reize aus der virtuellen Welt werden in das emulierte Gehirn eingespeist. Neuronale Aktivität breitet sich durch das gesamte Konnektom aus, und die resultierenden motorischen Befehle steuern die Bewegungen des simulierten Körpers. Das Verhalten der digitalen Kreatur emergiert somit aus der Dynamik ihres eigenen neuronalen Schaltkreises und nicht aus vorprogrammierten Instruktionen.
Laut Michael Andregg, CEO von Eon, erreicht die hochgeladene Fliege eine Verhaltensgenauigkeit von 91 Prozent. Dies geschieht allein durch die Verschaltung des Konnektoms und einfache Neuronenmodelle, “ohne manuelle Optimierung oder zusätzliche Lernalgorithmen”.
Das Team von Eon sammelt derzeit Daten, um als nächstes eine vollständige Emulation eines Mausgehirns zu versuchen – mit etwa 70 Millionen Neuronen, was dem 560-fachen der Fliege entspricht. Das langfristige Ziel des Unternehmens ist letztlich der Upload eines vollständigen menschlichen Gehirns.
“Der Geist ist nicht länger in der Maschine. Die Maschine wird zum Geist”, kommentierte Wissner-Gross die Entwicklung.
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