أخبار تقنية
نحو عقول رقمية ابتكار توأم رقمي لدماغ الفأر باستخدام الذكاء الاصطناعي
في إنجاز علمي يُعد خطوة متقدمة في مجال أبحاث الدماغ والذكاء الاصطناعي، نجح فريق من العلماء في جامعة ستانفورد في تطوير نموذج توأم رقمي عالي الدقة للقشرة البصرية في دماغ الفأر، باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي. ويشبه هذا الابتكار أجهزة محاكاة الطيران التي يستخدمها الطيارون، حيث يتيح إجراء تجارب متقدمة على الدماغ دون تدخل مباشر في الكائن الحي.
نحو عقول رقمية ابتكار توأم رقمي لدماغ الفأر باستخدام الذكاء الاصطناعي
نحو عقول رقمية ابتكار توأم رقمي لدماغ الفأر باستخدام الذكاء الاصطناعي
اعتمد العلماء على تسجيلات واسعة من النشاط العصبي لفئران حقيقية أثناء مشاهدتها مقاطع فيديو واقعية، ثم استخدموا هذه البيانات لتدريب نموذج يمكنه التنبؤ باستجابة عشرات الآلاف من الخلايا العصبية لمحفزات بصرية جديدة.
ويُعد هذا التوأم الرقمي نموذجًا من فئة “النماذج الأساسية” (Foundation Models) القادرة على التعميم خارج نطاق البيانات التدريبية، وهو ما يجعلها أداة فائقة القوة في محاكاة الدماغ وفهم سلوكياته.
آلية التدريب: أفلام حركية لمخاطبة حاسة الفأر البصرية
لتطوير النموذج، عرض الباحثون على الفئران مشاهد من أفلام بشرية تم اختيارها بعناية لتلائم نظامها البصري، الذي يتميز برؤية جانبية منخفضة الدقة تستجيب بشدة للحركة. من خلال أكثر من 900 دقيقة من التسجيلات، أنشئ نموذج أساسي قابل للتخصيص ليصبح توأمًا رقميًا لأي فأر بعد تدريب إضافي محدود.
نتائج دقيقة وتنبؤات مذهلة
أظهرت التوائم الرقمية دقة لافتة في التنبؤ باستجابات الدماغ لمحفزات جديدة، سواء كانت صورًا أو مقاطع فيديو. وقد ساهم حجم البيانات الكبير في تحقيق هذه النتائج المتقدمة، إلى جانب قدرة النموذج على استنتاج خصائص بنيوية وأنماط الترابط بين الخلايا العصبية، وهي جوانب لم يتلقّ تدريبًا مباشرًا عليها.
التوأم الرقمي يفتح آفاقًا غير مسبوقة في علم الأعصاب
واحدة من أهم مزايا التوأم الرقمي أنه لا يتأثر بعوامل الزمن والعمر البيولوجي، ما يُتيح إجراء ملايين التجارب في وقت قياسي. وبفضل هذا، تمكن الباحثون من اكتشاف رؤى جديدة حول كيفية تفاعل الخلايا العصبية مع بعضها البعض.
على سبيل المثال، كشفت النماذج أن الخلايا العصبية تُفضل التواصل مع خلايا تشاركها نفس نوع الاستجابة البصرية (مثل اللون أو الحركة) بدلًا من القرب المكاني داخل الدماغ، وهو ما يشبه اختيار البشر لأصدقائهم بناءً على الاهتمامات المشتركة لا الموقع الجغرافي.
الخطوة القادمة: توسيع النطاق ليشمل دماغ الإنسان
يخطط الفريق العلمي لتوسيع نطاق التجارب لتشمل مناطق أخرى من دماغ الفأر، بالإضافة إلى تطوير نماذج لتوأم رقمي لأدمغة الرئيسيات، تمهيدًا للوصول إلى أجزاء من دماغ الإنسان مستقبلاً.
ويختتم الدكتور أندرياس تولياس، قائد الفريق، بقوله:
“نحن في بداية طريق طويل، لكن ما حققناه حتى الآن يفتح الأفق لبناء توائم رقمية دقيقة لأدمغة الكائنات الأكثر تعقيدًا، وربما يومًا ما… دماغ الإنسان ذاته.”