Una mosca digitale vive sul desktop del Mac con un cervello ispirato a quello reale
Una mosca virtuale che si aggira autonomamente sul desktop di un Mac, reagisce al cursore e modifica il proprio comportamento in base a ciò che accade sul computer. Non è semplicemente un’animazione decorativa: dietro al progetto dello sviluppatore Denis Shiryaev c’è una simulazione neurale costruita utilizzando dati provenienti dal vero cervello della Drosophila melanogaster.
Il progetto, chiamato Desktop Fly, sfrutta il connectoma realizzato da FlyWire, una dettagliatissima mappa delle connessioni neuronali del cervello del moscerino della frutta. Il risultato è un curioso esperimento che porta alcuni principi delle neuroscienze computazionali direttamente sul desktop di macOS.
Il cervello della mosca arriva sul desktop
Il punto di partenza è il dataset FlyWire FAFB v783, che comprende 139.255 neuroni del cervello di una Drosophila femmina adulta. La ricostruzione scientifica pubblicata su Nature comprende inoltre circa 54,5 milioni di sinapsi, offrendo una delle mappe cerebrali più complete mai ottenute per un animale adulto.
Questo non significa, però, che Desktop Fly stia simulando in tempo reale tutti i 139.255 neuroni. La documentazione pubblicata da Shiryaev specifica che l’applicazione utilizza un circuito di 668 neuroni e circa 19.000 connessioni sinaptiche reali, selezionati dal connectoma FlyWire e riprodotti attraverso un modello neurale leaky integrate-and-fire.
All’interno di questo circuito sono presenti neuroni associati a differenti funzioni, dalla percezione di una minaccia ai comandi di fuga, fino ai circuiti coinvolti nel movimento in avanti, nella sterzata e nel grooming.
È proprio questo meccanismo a rendere l’esperimento più interessante di una normale mascotte virtuale. Quando il cursore si avvicina alla mosca, per esempio, la fuga non viene attivata semplicemente perché una coordinata dello schermo ha superato una determinata soglia: lo stimolo viene inviato al circuito simulato e deve raggiungere i neuroni responsabili della risposta di fuga.
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È possibile osservare il cervello mentre reagisce
Desktop Fly permette anche di guardare cosa succede all’interno della simulazione. Una finestra dedicata visualizza 23.210 posizioni reali dei corpi cellulari neuronali ricavate dal dataset FlyWire, con l’attività rappresentata graficamente mentre la mosca virtuale reagisce agli stimoli.
L’utente può inoltre interagire direttamente con questa rappresentazione. Cliccando su determinate regioni è possibile stimolarle e osservare le conseguenze sul comportamento dell’insetto digitale.
La simulazione include diversi circuiti motori. La documentazione cita, tra gli altri, neuroni collegati alla camminata, alla retromarcia, al grooming e alle manovre di fuga. Due neuroni Giant Fiber, particolarmente importanti nella risposta di fuga della Drosophila, vengono persino evidenziati nell’interfaccia.
Shiryaev ha aggiunto anche comportamenti legati al trascorrere del tempo e alle condizioni del computer. La mosca segue un ciclo circadiano di 24 ore, entra in una sorta di riposo nelle ore pomeridiane e dorme durante la notte. La temperatura del Mac influenza invece la sua velocità: quando la macchina si scalda, l’insetto tende a muoversi più rapidamente.
Non è un vero cervello artificiale da 139.000 neuroni
Descrivere il progetto come una mosca dotata di un vero e proprio “cervello AI da 139.000 neuroni” sarebbe quindi fuorviante. I dati anatomici di riferimento provengono effettivamente da un connectoma completo di 139.255 neuroni, ma la simulazione comportamentale di Desktop Fly utilizza soltanto una parte selezionata di questa enorme rete.
Non si tratta neppure di ricreare digitalmente la coscienza o l’intero comportamento biologico di una mosca. Un connectoma descrive essenzialmente il cablaggio del sistema nervoso, mostrando neuroni e connessioni sinaptiche, ma da solo non contiene necessariamente tutte le informazioni necessarie a riprodurre fedelmente il funzionamento di un cervello vivente.
Il progetto rimane comunque un’affascinante dimostrazione di ciò che diventa possibile quando enormi dataset neuroscientifici vengono trasformati in esperimenti interattivi. Il connectoma FlyWire, frutto di una collaborazione scientifica internazionale, rappresenta infatti il primo diagramma completo delle connessioni neuronali del cervello di un animale adulto capace di comportamenti complessi come camminare e vedere.
In questo caso il risultato non vive in un laboratorio, ma direttamente sullo schermo: una piccola mosca digitale che trasforma il desktop del Mac in un insolito punto d’incontro tra programmazione, neuroscienze e simulazione cerebrale.
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