«Исследование является частью долгосрочного проекта по созданию рабочей модели мозга, начиная с простейших схем и постепенно добавляя сложности», – сказал Рэнор Джиллетт, почетный профессор молекулярной и интегративной физиологии из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. руководил исследованием. Постдокторант и ведущий автор Екатерина Грибкова построила компьютерную модель на основе предыдущей работы соавтора Марианны Катаньо, которая сейчас работает в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Они описывают свою работу в журнале Scientific Reports.
«Наблюдая за тем, как этот мозг воспринимает окружающую его среду, мы надеемся узнать больше о том, как работает мозг в реальном мире», – сказал Джилетт. «Мы также думаем, что наша модель станет отличным образовательным инструментом."
Исследователи назвали свою модель пули АСИМОВ в честь известного писателя-фантаста Исаака Азимова, который одним из первых задумал и написал об этике робототехники.
Они выпускают существо в замкнутое пространство, где оно случайным образом наталкивается на гранулы еды, некоторые из которых были восхитительны, другие ядовиты.
Как настоящий хищник, АСИМОВ научился избегать ядовитых предметов добычи и поедать хорошие – если только он не был очень голоден, и в этом случае он ел все, что попадалось ему на пути.
У каждого вида гранул был свой характерный запах, который позволял АСИМОВУ определить, идти ли к нему в погоню или избегать его.
Помимо еды, чтобы насытиться, АСИМОВ также смог получить вознаграждение.
Двумя жизненными целями существа были максимизация собственного уровня насыщения и вознаграждение.
Установив, что ASIMOV может различать хорошую и плохую пищу, исследователи добавили в свою модель очень полезную, но питательно пустую таблетку лекарства.
Препарат также имел свой характерный запах. Как только АСИМОВ выпил его и испытал опьяняющую награду, он начал искать наркотик, исключая все остальное.
Препарат также заставил АСИМОВА почувствовать себя сытым, удовлетворив обе жизненные цели.
Но эти два «психических» состояния были временными. Еда вызывала чувство насыщения, но со временем это чувство сытости уменьшалось.
Кроме того, по словам Грибковой, АСИМОВ был разработан для привыкания к наркотику.
«Так же, как когда вы пьете кофе каждый день, вы привыкаете к эффектам, которые со временем уменьшаются», – сказала она. "И если вы перестанете пить кофе, у вас наступит ломка."
По словам Gillette, это была функция гомеостатической пластичности. «У АСИМОВа началась абстиненция, из-за чего он снова начал искать препарат так быстро, как только мог, потому что периоды, в течение которых последний опыт вознаграждения становились все короче и короче», – сказал Джиллетт.
Затем исследователи забрали препарат у АСИМОВА. Существо испытало полноценную абстиненцию и, в конце концов, стало повторно чувствительным к наркотику.
По словам исследователей, поведение АСИМОВА следовало курсу зависимости, наблюдаемому у других организмов, включая человека.
Руководствуясь желанием вознаграждения и насыщения, но также пытаясь избежать боли, существо переключалось между едой, отказом от еды и погоней за лекарством, когда оно было доступно.
«Если он сильно опьянен наркотиком, то в нашей симуляции обычно просто игнорируются все другие варианты – например, вариант поесть», – сказала Грибкова. "Он попадает в состояние истощения и алкогольного опьянения. Но если он переходит в синдром отмены из-за того, что не может найти лекарство, он теряет свою избирательность в отношении различных видов добычи.
Он просто ест все на виду.
«Мы действительно хотели воссоздать в этом организме зависимость», – сказала она. "И это самый простой способ сделать это."
«Мы ожидаем, что сложность поведения у животных, вероятно, возникла из очень простых начал, подобных этому, поэтому мы пытаемся воссоздать это очень правдоподобным с точки зрения эволюции способом», – сказал Джилетт.
Исследователи говорят, что они стремятся добавить больше уровней сложности в будущую работу, решая такие атрибуты, как социальное поведение и альтруизм.
Национальные институты здравоохранения и Национальный научный фонд поддержали это исследование.