Fruchtfliegen-Gehirn als Open Source: Fliegen lernen spielen und Krypto handeln

Autorin: Nancy, PANews

Eine Fruchtfliege, deren gesamtes Gehirn gerade erst „kartiert“ wurde, sorgt in der Tech- und Krypto-Community bereits für Furore.

Nachdem Google kürzlich die vollständige Karte des Fruchtfliegengehirns als Open Source veröffentlicht hat, hat diese jahrzehntelange neurowissenschaftliche Forschung schnell das Labor verlassen: Manche lassen sie Spiele spielen, Videos ansehen, wirtschaftliche Entscheidungen treffen – oder sogar direkt Token ausgeben und Krypto handeln.

Nachdem das Fruchtfliegengehirn mit KI nachgebildet wurde, haben Internetnutzer neue Spielereien entdeckt

Am 3. September gab das Forschungsteam von Google gemeinsam mit dem HHMI Janelia Research Campus und wissenschaftlichen Partnern bekannt, erstmals die vollständige Konnektivitätskarte des Gehirns und des zentralen Nervensystems einer erwachsenen männlichen Fruchtfliege – MaleCNS v1.0 – erstellt zu haben. Die Ergebnisse wurden am selben Tag in der Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht. Damit haben Wissenschaftler erstmals die neuronalen Schaltkreise einer echten erwachsenen männlichen Fruchtfliege vom Gehirn über den Sehlappen bis zum Bauchmark vollständig bis auf die Ebene einzelner Neuronen und Synapsen rekonstruiert.

KI spielte dabei eine wichtige Rolle. Das Team rekonstruierte aus Millionen zweidimensionaler elektronenmikroskopischer Schnitte dreidimensionale neuronale Morphologien, korrigierte und annotierte sie manuell und identifizierte schließlich über 166.000 Neuronen, rund 125 Millionen synaptische Verbindungen und etwa 11.700 Neuronentypen. Gemessen an der Neuronenzahl ist dies eine der bislang größten vollständigen, manuell korrigierten Hirnkarten.

Noch wichtiger: Diese Karte zeigt Forschenden nicht nur, „was im Fruchtfliegengehirn vorhanden ist“, sondern erstreckt sich über die neuronalen Bahnen bis zum Sehlappen und zur vollständigen Halsverbindung. Dadurch lassen sich entlang der Schaltkreise derselben Fruchtfliege sensorische Eingänge bis zu motorischen Ausgängen verfolgen.

Natürlich hat das zentrale Nervensystem der Fruchtfliege nur etwas über hunderttausend Neuronen – im Vergleich zum menschlichen Gehirn mit rund 86 Milliarden Neuronen eine völlig andere Größenordnung. Für die Neurowissenschaft ist diese vollständige Karte des männlichen Zentralnervensystems dennoch eine äußerst wertvolle Referenz.

Als die Karte veröffentlicht wurde, wurde es schnell unterhaltsam. Die ursprünglich nur im Labor existierende Fruchtfliege wurde rasch zum „neuen Spielzeug“ für Entwickler und Internetnutzer, und es tauchten allerlei verrückte Experimente auf.

So nutzte der Entwickler @evnsnclr mit GPT-6 Astra die Simulation des neuronalen Netzes der Fruchtfliege, um sie in das 3D-Sandbox-Spiel „Minecraft“ zu integrieren. Die simulierte neuronale Aktivität steuert die virtuelle Fliege bei Aktionen wie Fliegen, Putzen, Fressen und Fliehen.

Ein Softwareentwickler von Coinbase nutzte das vollständige MaleCNS-v1.0-Konnektom einer erwachsenen männlichen Fruchtfliege, um zu trainieren, das klassische Spiel Doom zu spielen. In dem Experiment stimuliert jedes Spielbild sensorische Neuronen, und die neuronale Aktivität wird in Spielsteuerbefehle übersetzt. Wenn die Fliege Schaden erleidet, werden zwei PPL101-Dopaminzellen als Verstärkungssignal stimuliert, um zu beobachten, ob das Fruchtfliegengehirn im Spiel überleben lernen kann.

Andere Nutzer teilten Videos, in denen eine Fruchtfliegen-Hirnsimulation im VR-Spiel „Beat Saber“ Lichtschwerter schwingt und Blöcke zerschlägt. Sie gaben an, derzeit die Reaktivität des visuellen Kortex zu trainieren, mit dem Ziel, durch verstärkendes Lernen ein vollständig autonomes, reaktives Gameplay zu erreichen. Damit soll anhand des vollständigen Konnektoms der Fruchtfliege die Lernfähigkeit kleiner biologischer Gehirne bei komplexen Rhythmusaufgaben erforscht werden.

Der Tesla-Softwareentwickler Kevin speiste das Musikvideo „Bad Apple“ in den Fruchtfliegen-Hirnsimulator ein, um neuronale Aktivitätsmuster in Echtzeit darzustellen und gleichzeitig Bein- und Flügelbewegungen des Fliegenmodells anzutreiben. Andere erstellten auf Basis des Fruchtfliegen-Konnektoms eine interaktive WebGPU-Simulation für den Browser, in der Nutzer in Chrome Neuronen „zeichnen“ und stimulieren können, um in Echtzeit das Laufen, Drehen, Fliegen oder Fliehen des 3D-Fliegenmodells zu beobachten.

Manche Nutzer gaben sich nicht damit zufrieden, die Fruchtfliege spielen zu lassen, und dachten sich noch absurdere Aufgaben aus. Einer verpasste der Fliege eine „Gehirnstimulation“, zwang sie, Kurzvideos auf „FlyTok“ anzusehen, und verstärkte künstlich die Aktivität der Dopamin-Neuronen, um ihr maximale Freude zu verschaffen – eine Fliege, die glücklicher sein soll als alle anderen Fruchtfliegen zusammen. Ein anderer schloss das Fruchtfliegengehirn an die Zentralbank der Republik Türkei (TCMB) an und ließ es über die Zinssätze entscheiden. Das Ergebnis: Im Vergleich zu Menschen setzt die Fruchtfliege in der Regel niedrigere Zinssätze fest, während die resultierende Inflation kaum abweicht.

Angesichts der vielen Nutzer, die die Fruchtfliege immer wieder in verschiedene „Albtraumszenarien“ werfen, ergriffen manche Entwickler sogar Partei für sie und gaben an, einen Simulator zu entwickeln, in dem die Fliege solche Qualen nicht erleiden muss, sondern einfach in einem virtuellen Fruchtfliegen-Paradies frei umherfliegen kann.

Diese verrückten Fan-Experimente ließen ein ursprünglich rein neurowissenschaftliches Forschungsergebnis schnell das Labor verlassen und zu einem heißen Unterhaltungs- und Diskussionsthema werden. Einige Beiträge erreichten sogar mehrere zehn Millionen Aufrufe.

Fruchtfliege handelt autonom Krypto, zugehöriger Meme-Coin erreicht Marktkapitalisierung im zweistelligen Millionenbereich

Ein so aufsehenerregendes offenes Experiment zog natürlich schnell die Aufmerksamkeit der Krypto-Community auf sich.

Manche ließen das Fruchtfliegengehirn direkt autonom einen Token auf der Blockchain ausgeben. Nutzer können über eine Website die neuronale Aktivität der Fliege und die Blockchain-Verifizierungsaufzeichnungen einsehen, den gesamten Token-Ausgabeprozess abspielen und sogar direkt mit der simulierten Fliege interagieren.

Ein Entwickler versuchte, die digitale Fruchtfliege mit Meme-Coins handeln zu lassen. In diesem Experiment werden Echtzeit-Preisdaten in Geschmacks- und Geruchseingaben für die Fliege umgewandelt; das Verhalten der simulierten Fliege bestimmt dann die Handelsaktion: Vorwärtsgehen bedeutet Kaufen, Rückwärtsgehen Verkaufen und Körperpflege Halten.

Wieder andere ließen die Fruchtfliege Kerzencharts ansehen und Krypto handeln. Der Coinbase-Softwareentwickler Alex Wormuth schloss das vollständige Fruchtfliegen-Konnektom an ein Handelssystem an und ließ es mit 100 US-Dollar Startkapital auf Coinbase selbstständig über den Kauf und Verkauf von Bitcoin entscheiden. Konkret wird der Bitcoin-Preis als visueller Input kodiert, und die simulierte neuronale Aktivität wird direkt in Handelsbefehle umgesetzt. Sobald ein Trade profitabel ist, stimuliert das System Dopamin-Neuronen und gibt der Fliege ein belohnungsartiges Feedback für verstärkendes Lernen. Bislang ist die Handelsbilanz der Fliege nicht schlecht: Sie hat kumuliert nur 0,59 % verloren.

Für das größte Aufsehen im Kryptomarkt sorgte jedoch der Meme-Coin FLYBRAIN, den ein Entwickler mithilfe des Simulationssystems des echten vollständigen Fruchtfliegen-Konnektoms auf Robinhood Chain ausgab. In dem Projekt generiert das Fruchtfliegengehirn die Token-Beschreibung und den Ticker, während der Versuchsaufbau Name, Handelspaar und Steuersatz festlegt. Der Entwickler erklärte, das System trainiere keine neuen neuronalen Verbindungen, sondern passe lediglich synaptische Gewichte an. Durch Hell-Dunkel-Experimente sei bestätigt worden, dass der visuelle Input der Fliege tatsächlich an der Entscheidungsfindung beteiligt ist.

Möglicherweise beeinflusst durch die Aufmerksamkeit, die a16z-Mitgründer Marc Andreessen dem Konto schenkte, stieg die Marktkapitalisierung des Meme-Coins zeitweise auf über 55 Millionen US-Dollar und ist inzwischen auf rund 27 Millionen US-Dollar zurückgegangen. Interessanterweise wurde für den Liquiditätspool von FLYBRAIN bewusst Google gewählt.

Von der echten Fruchtfliege über die digitale Fruchtfliege bis zur Blockchain-Fruchtfliege: Das ursprünglich statische neuronale Konnektom verwandelt sich in ein digitales Gehirn, das jeder nutzen, simulieren und erforschen kann – und eröffnet zugleich ein neues Blockchain-Experiment.