AI解码线虫复杂行为动力学:激光刺激下的决策建模
亚利桑那州立大学和多伦多大学生物物理学家开发"艾萨克爵士"算法,基于机器学习精准预测秀丽隐杆线虫(C. elegans)对激光刺激的逃逸行为。算法搜索复杂生物系统底层定律,类比牛顿运动定律对力学系统的描述。
线虫激光刺激实验
秀丽隐杆线虫长1毫米、透明、仅302个神经元、动作有限,是标准实验模型。研究者用激光击打线虫头部中断前进,记录前几秒运动数据输入算法。线虫反应各异:有的短暂停顿、有的快速反向,但对高温(强激光)均快速反应。90%以上激光刺激后的运动变异性可被生物学解释。
长期目标:加速科学假设验证循环
"艾萨克"算法在考虑复杂感觉处理、神经活动、肌肉激活后,给出简洁数学描述。预测线虫受刺激运动比预测被踢球轨迹难得多。该方法有助于为更复杂系统寻找精确可解释模型,长远目标构建AI加速定量假设生成与实验验证的科学发现闭环。
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