人工神經網絡準確預測雄性果蠅求偶行爲

新華社倫敦6月4日電　近日在線發表於英國《自然》雜誌的一項新研究說，美國研究人員採用被稱爲“敲除訓練”的策略，訓練出可模擬雄性果蠅視覺神經系統的人工神經網絡，能準確預測雄性果蠅看到潛在配偶時的行爲。　　人工神經網絡是指用機器學習模型模擬動物神經系統的相關研究，可以幫助瞭解真實的神經迴路如何工作。普林斯頓大學等機構研究人員開發的這款人工神經網絡，其單元結構揭示出了雄性果蠅求偶時，從它接收的視覺信息到神經元、再到行爲的轉換機制。　　求偶期間，雄性果蠅會根據雌性的位置和大小等視覺信息採取追逐、振翅等求偶行爲。在果蠅視覺神經系統中，它接收的視覺信息會通過一組有序排列的“小葉柱狀（LC）神經元”從視網膜傳遞到中樞大腦。這組神經元如同視網膜和中樞大腦之間的“瓶頸路段”，研究人員希望利用人工神經網絡模型探索它們如何影響雄性果蠅的求偶行爲。　　與經典機器學習技術不同，研究人員使用了一種名爲“敲除訓練”的策略，即在訓練中使特定人工神經網絡單元靜默，同時利用基因技術使已被識別的果蠅LC神經元子單元靜默，以驗證人工神經網絡能否準確預測這些基因改造果蠅的行爲。通過對多種不同的LC神經元子單元重複該過程，可在人工神經網絡單元和果蠅的LC神經元子單元之間建立映射關係。　　研究發現，模擬果蠅的不同LC神經元子單元的人工神經網絡單元以組合的方式編碼關於潛在配偶的視覺信息，以分佈式和冗餘的計算方式調節雄性果蠅的求偶行爲。　　《自然》雜誌配發的一篇評論文章說，這項研究展示瞭如何使用精確、大規模的神經擾動數據來提高人工神經網絡對神經迴路的解釋能力，併爲構建解析更復雜神經迴路的人工神經網絡模型鋪平了道路。（完）