Pesquisadores anunciaram um avanço histórico na neurociência computacional e inteligência artificial ao demonstrar uma emulação completa de um cérebro capaz de gerar comportamentos e controlar um corpo simulado. O experimento foi apresentado pela empresa de biotecnologia Eon Systems, que visa desenvolver simulações digitais complexas do cérebro.
O modelo reproduz o cérebro da mosca-da-fruta, Drosophila melanogaster, e foi construído a partir de dados de microscopia eletrônica que mapeiam o conectoma, que é o conjunto completo das conexões neurais. Diferentemente de simulações anteriores, o sistema funciona como uma cópia digital direta da estrutura neural do inseto.
O cérebro simulado deriva de um modelo computacional desenvolvido pelo pesquisador Philip Shiu e colaboradores, baseado no projeto de conectoma conhecido como FlyWire connectome. O sistema reproduz cerca de 140 mil neurônios, com mais de 125 mil diretamente envolvidos na emulação, e aproximadamente 50 milhões de conexões sinápticas.
Para operar, o modelo utiliza uma arquitetura chamada “integração e disparo com vazamento” (LIF), que simula a atividade elétrica básica dos neurônios. As conexões entre as células consideram previsões sobre os neurotransmissores envolvidos em cada sinapse. O cérebro virtual foi integrado a um corpo digital detalhado, criado a partir do modelo biomecânico NeuroMechFly v2, que possui 87 articulações independentes.
A simulação ocorre no motor de física MuJoCo, que reproduz restrições físicas realistas. O ciclo de percepção e movimento se repete a cada 15 milissegundos, conectando o cérebro virtual ao corpo digital em quatro etapas: estímulos sensoriais ativam neurônios sensoriais; a atividade neural se propaga pela rede do conectoma; sinais de saída geram comandos motores; o corpo se move e altera o ambiente sensorial.
O sistema inclui diferentes tipos de estímulos sensoriais simulados. Substâncias virtuais como açúcar ativam receptores de paladar, desencadeando respostas alimentares, enquanto estímulos de tato ativam sensores nas antenas, gerando comportamentos de limpeza. O sistema visual, desenvolvido por Lappalainen, reproduz dezenas de milhares de neurônios relacionados à visão.
Para transformar sinais cerebrais em movimentos físicos, os cientistas utilizaram uma abordagem simplificada baseada em neurônios descendentes. O cérebro virtual já demonstrou comportamentos naturais da mosca, como limpeza das antenas, alimentação ao detectar açúcar, busca por alimento e respostas de fuga a ameaças no campo visual.